Dynamic modelling and analysis of hydraulic forces in radial blood pumps

Dissertação de mestrado integrado em Biomedical Engineering Biomaterials, Biomechanics and Rehabilitation

Dynamic interface model for masonry walls subjected to high strain rate out-of-plane loads

The present study proposes a dynamic constitutive material interface model that includes non-associated flow rule and high strain rate effects, implemented in the finite element code ABAQUS as a user subroutine. First, the model capability is validated with numerical simulations of unreinforced block work masonry walls subjected to low velocity impact. The results obtained are compared with field test data and good agreement is found. Subsequently, a comprehensive parametric analysis is accomplished with different joint tensile strengths and cohesion, and wall thickness to evaluate the effect of the parameter variations on the impact response of masonry walls.

Quantum field theory approach to the optical conductivity of strained and deformed graphene

The computation of the optical conductivity of strained and deformed graphene is discussed within the framework of quantum field theory in curved spaces. The analytical solutions of the Dirac equation in an arbitrary static background geometry for one dimensional periodic deformations are computed, together with the corresponding Dirac propagator. Analytical expressions are given for the optical conductivity of strained and deformed graphene associated with both intra and interbrand transitions. The special case of small deformations is discussed and the result compared to the prediction of the tight-binding model.

Pseudofermion dynamical theory for the spin dynamical correlation functions of the half-filled 1D Hubbard model

A modified version of the metallic-phase pseudofermion dynamical theory (PDT) of the 1D Hubbard model is introduced for the spin dynamical correlation functions of the half-filled 1D Hubbard model Mott– Hubbard phase. The Mott–Hubbard insulator phase PDT is applied to the study of the model longitudinal and transverse spin dynamical structure factors at finite magnetic field h, focusing in particular on the sin- gularities at excitation energies in the vicinity of the lower thresholds. The relation of our theoretical results to both condensed-matter and ultra-cold atom systems is discussed.

On the temperature dependence of the absorption cross section for black holes in string theory

We study the low frequency absorption cross section of spherically symmetric nonextremal d-dimensional black holes. In the presence of α′ corrections, this quantity must have an explicit dependence on the Hawking temperature of the form 1/TH. This property of the low frequency absorption cross section is shared by the D1-D5 system from type IIB superstring theory already at the classical level, without α′ corrections. We apply our formula to the simplest example, the classical d-dimensional Reissner-Nordstr¨om solution, checking that the obtained formula for the cross section has a smooth extremal limit. We also apply it for a d-dimensional Tangherlini-like solution with α′3 corrections.

Absorption of scalars by nonextremal charged black holes in string theory

We analyze the low frequency absorption cross section of minimally coupled massless scalar fields by different kinds of charged static black holes in string theory, namely the D1–D5 system in d=5 and a four dimensional dyonic four-charged black hole. In each case we show that this cross section always has the form of some parameter of the solution divided by the black hole Hawking temperature. We also verify in each case that, despite its explicit temperature dependence, such quotient is finite in the extremal limit, giving a well defined cross section. We show that this precise explicit temperature dependence also arises in the same cross section for black holes with string \alpha' corrections: it is actually induced by them.

Flow updating: fault-tolerant aggregation for dynamic networks

Documento submetido para revisão pelos pares. A publicar em Journal of Parallel and Distributed Computing. ISSN 0743-7315

Dynamic wet etching of silicon through isopropanol alcohol evaporation

In this paper, Isopropanol (IPA) availability during the anisotropic etching of silicon in Potassium Hydroxide (KOH) solutions was investigated. Squares of 8 to 40 m were patterned to (100) oriented silicon wafers through DWL (Direct Writing Laser) photolithography. The wet etching process was performed inside an open HDPE (High Density Polyethylene) flask with ultrasonic agitation. IPA volume and evaporation was studied in a dynamic etching process, and subsequent influence on the silicon etching was inspected. For the tested conditions, evaporation rates for water vapor and IPA were determined as approximately 0.0417 mL/min and 0.175 mL/min, respectively. Results demonstrate that IPA availability, and not concentration, plays an important role in the definition of the final structure. Transversal SEM (Scanning Electron Microscopy) analysis demonstrates a correlation between microloading effects (as a consequence of structure spacing) and the angle formed towards the (100) plane.

Integration methods in dynamic analysis

"Series title: Springerbriefs in applied sciences and technology, ISSN 2191-530X"

Dynamic three-dimensional reconstruction of the heart by transesophageal echocardiography

OBJECTIVE: To evaluate echocardiography accuracy in performing and obtaining images for dynamical three-dimensional (3D) reconstruction. METHODS: Three-dimensional (3D) image reconstruction was obtained in 20 consecutive patients who underwent transesophageal echocardiography. A multiplanar 5 MHz transducer was used for 3D reconstruction. RESULTS: Twenty patients were studied consecutively. The following cardiac diseases were present: valvar prostheses-6 (2 mitral, 2 aortic and 2 mitral and aortic); mitral valve prolapse- 3; mitral and aortic disease - 2; aortic valve disease- 5; congenital heart disease- 3 (2 atrial septal defect- ASD - and 1 transposition of the great arteries -TGA); arteriovenous fistula- 1. In 7 patients, color Doppler was also obtained and used for 3D flow reconstruction. Twenty five cardiac structures were acquired and 60 reconstructions generated (28 of mitral valves, 14 of aortic valves, 4 of mitral prostheses, 7 of aortic prostheses and 7 of the ASD). Fifty five of 60 (91.6%) reconstructions were considered of good quality by 2 independent observers. The 11 reconstructed mitral valves/prostheses and the 2 reconstructed ASDs provided more anatomical information than two dimensional echocardiography (2DE) alone. CONCLUSION: 3D echocardiography using a transesophageal transducer is a feasible technique, which improves detection of anatomical details of cardiac structures, particularly of the mitral valve and atrial septum.

Patrones dinámicos de abundancia y dispersión de una plaga en un paisaje heterogéneo. Dynamic patterns of abundance and dispersion of a pest in a heterogeneous landscape.

El desarrollo de conocimiento empírico sobre cómo la heterogeneidad espacial de un paisaje afecta los patrones de movimiento de una especie animal es considerado una prioridad para el manejo y la conservación de las especies y sus hábitats. En el caso de los insectos plaga, estos estudios resultan importantes ya que aportan las bases teóricas y empíricas fundamentales para su manejo. La persistencia de éstas especies en un paisaje modificado depende de la interrelación entre procesos ecológicos y la estructura del paisaje, tales como la interacción entre especies, la disponibilidad de parches hábitat y la influencia de las prácticas de manejo. El análisis de éstos procesos en un agroecosistema permite simplificar los modelos de heterogeneidad espacial, debido a que los lotes de cultivo son internamente homogéneos y los disturbios antropogénicos generalmente ocurren a la escala de parche, permitiendo determinar las respuestas de los insectos a dicha escala. La alfalfa (Medicago sativa) es un recurso fundamental para la producción agropecuaria y en Argentina, es el recurso forrajero más importante, constituyendo la base de la producción ganadera del país. Actualmente se cultivan alrededor de 5 millones de hectáreas, de las cuales un millón se siembran en la provincia de Córdoba. Además, cumple un rol importante en la sustentabilidad de los sistemas de producción por su función de recuperación de la fertilidad y estabilidad edáfica. La isoca de la alfalfa (Colias lesbia) es la plaga principal del cultivo, produciendo en promedio la pérdida de un corte por año. La hipótesis principal de nuestro trabajo es que los patrones de abundancia y movilidad de la isoca de la alfalfa son afectados por la estructura del paisaje y las prácticas de manejo. Los objetivos específicos del proyecto son: (a) Establecer el efecto de la estructura del paisaje y y el manejo del cultivo en la abundancia de los distintos estadios de Colias lesbia. (b) Determinar los patrones de dispersión de Colias lesbia en relación a la heterogeneidad espacial del paisaje (c) Generar un modelo predictivo de la abundancia de Colias lesbia según la estructura espacial del paisaje, el clima y el manejo del cultivo. (d) Desarrollar un conjunto de recomendaciones de manejo a escala regional para el control de la isoca de la alfalfa. Para ello se elegirán lotes de alfalfa en la región este de la provincia de Córdoba, en el departamento de San Justo, donde se realizará un relevamiento inicial del área de estudio y se dialogará con los productores. Paralelamente, se realizará una clasificación supervisada del área de estudio a partir de escenas de imágenes Landsat TM. En los parches seleccionados, durante 3 años y durante los meses de verano, se muestrearán quincenalmente los distintos estadios de Colias lesbia. Se realizarán análisis de correlación y regresión entre las variables independientes (métricas de la configuración y dinámica del paisaje) y las variables dependientes, (abundancia media de los diferentes estadios de las poblaciones). Asimismo, se realizarán experimentos de marcado-liberación-recaptura para determinar cómo el movimiento de la especie depende de la estructura del paisaje. Para modelar el movimiento inherente de la especie se combinará la información obtenida en el campo con un modelo de difusión utilizando métodos bayesianos. Se espera obtener modelos que permitan comprender los mecanismos que generan los patrones observados. Con esta información se propondrán lineamientos generales y específicos para un manejo de la isoca de la alfalfa a escala regional. En tal sentido, se espera aportar información para restringir la dispersión de la plaga, y reducir los costos y perjuicios del control químico que podrían evitarse con la aplicación de prácticas de manejo integrado y de "manejo de área" que minimicen el impacto de la plaga como también contribuir al conocimiento general de la ecología de insectos.

DINAMICA MICROBIANA Y CALIDAD DE LA MATERIA ORGANICA DEL SUELO COMO INDICADORES DE SUSTENTABILIDAD EN EL CHACO ARIDO DE LA PROVINCIA DE CORDOBA Microbial dynamic and organic matter quality as indicators of soil sustainability in Dry Chaco of Córdoba Province

Se propone analizar el efecto del uso productivo en el Chaco Árido de la provincia de Córdoba, mediante la aplicación de indicadores de sustentabilidad relacionados con la calidad de la materia orgánica y la liberación de nutrientes en el suelo, con la finalidad de aportar a un tema de suma interes para la provincia de Córdoba como es la formulación de criterios y pautas de manejo para la implementación de la Ley de Bosques (N° 26331). Se trabajará en la localidad de San Miguel en el departamento Pocho, en un sitio de bosque no disturbado y en tres sistemas productivos: desmonte selectivo con implantación de pasturas; desmonte total con agricultura bajo riego y desmonte total sobrepastoreado. En cada sitio se medirá “in situ” la emisión de CO2 y se tomaran muestras de suelo a las que se les determinará: a) contenido de materia orgánica total (MO), b) contenido de sustancias húmicas (SH), diferenciando ácidos húmicos (AH) y fúlvicos (AF), c) abundancia y actividad de microorganismos nitrificadores y d) propiedades químicas de los AH y AF. Se calcularán los siguientes índices de sustentabilidad a) materia orgánica biodisponible (MOB=MO–SH); b) índice de humificación (IH=SH/MO); c) tipo de humus (TH=AF/AH; d) índice de mineralización de C (IMC=CO2/MO); e) índice de nitrificación (IN=actividad/abundancia); y f) índice de estabilidad de las fracciones humificadas: compuestos aromáticos/ alifáticos. Los datos serán analizados estadísticamente mediante ANOVA y comparación de medias por LSD (P<0.05) y tests multivariados. We proposed analyze the effect of land use in Arid Chaco of Cordoba province, using sustainability indicators related to organic matter quality and nutrient release in soil, with the aim to formulate management criteria for the implementation of the Ley de Bosques (N° 26331) in Córdoba province. The study will be conducted in San Miguel village in Pocho department, in one undisturbed forest site and three productive systems: selective clearing with grass sowing; total clearing with irrigation agriculture and total clearing with overgrazed. In each site "in situ" CO2 emission will be measured and soil samples will be taken, in which the following parameters will be determined: a) total organic matter content (MO), b) humic substances content (SH), in humic acids (AH) and fulvic acids (AF), c) abundance and activity of nitrifier microorganisms and d) chemical properties of AH and AF. The sustainability indexes will be calculated: biodisponible organic matter (MOB=MO–SH); b) humification index (IH=SH/MO); c) humus type (TH=AF/AH; d) C mineralization index (IMC=CO2/MO); e) nitrifying index (IN=activity/abundance); and f) humic fractions stability index: aromatic/aliphatic compounds. The data will be statistically analyzed by ANOVA and the means will be compared by LSD (P<0.05) and multivariate tests.

Verificación de Sistemas Basada en Teoría de Tipos. System verification in type theory

Este proyecto se enmarca en la utlización de métodos formales (más precisamente, en la utilización de teoría de tipos) para garantizar la ausencia de errores en programas. Por un lado se plantea el diseño de nuevos algoritmos de chequeo de tipos. Para ello, se proponen nuevos algoritmos basados en la idea de normalización por evaluación que sean extensibles a otros sistemas de tipos. En el futuro próximo extenderemos resultados que hemos conseguido recientemente [16,17] para obtener: una simplificación de los trabajos realizados para sistemas sin regla eta (acá se estudiarán dos sistemas: a la Martin Löf y a la PTS), la formulación de estos chequeadores para sistemas con variables, generalizar la noción de categoría con familia utilizada para dar semántica a teoría de tipos, obtener una formulación categórica de la noción de normalización por evaluación y finalmente, aplicar estos algoritmos a sistemas con reescrituras. Para los primeros resultados esperados mencionados, nos proponemos como método adaptar las pruebas de [16,17] a los nuevos sistemas. La importancia radica en que permitirán tornar más automatizables (y por ello, más fácilmente utilizables) los asistentes de demostración basados en teoría de tipos. Por otro lado, se utilizará la teoría de tipos para certificar compiladores, intentando llevar adelante la propuesta nunca explorada de [22] de utilizar un enfoque abstracto basado en categorías funtoriales. El método consistirá en certificar el lenguaje "Peal" [29] y luego agregar sucesivamente funcionalidad hasta obtener Forsythe [23]. En este período esperamos poder agregar varias extensiones. La importancia de este proyecto radica en que sólo un compilador certificado garantiza que un programa fuente correcto se compile a un programa objeto correcto. Es por ello, crucial para todo proceso de verificación que se base en verificar código fuente. Finalmente, se abordará la formalización de sistemas con session types. Los mismos han demostrado tener fallas en sus formulaciones [30], por lo que parece conveniente su formalización. Durante la marcha de este proyecto, esperamos tener alguna formalización que dé lugar a un algoritmo de chequeo de tipos y a demostrar las propiedades usuales de los sistemas. La contribución es arrojar un poco de luz sobre estas formulaciones cuyos errores revelan que el tema no ha adquirido aún suficiente madurez o comprensión por parte de la comunidad. This project is about using type theory to garantee program correctness. It follows three different directions: 1) Finding new type-checking algorithms based on normalization by evaluation. First, we would show that recent results like [16,17] extend to other type systems like: Martin-Löf´s type theory without eta rule, PTSs, type systems with variables (in addition to systems in [16,17] which are a la de Bruijn), systems with rewrite rules. This will be done by adjusting the proofs in [16,17] so that they apply to such systems as well. We will also try to obtain a more general definition of categories with families and normalization by evaluation, formulated in categorical terms. We expect this may turn proof-assistants more automatic and useful. 2) Exploring the proposal in [22] to compiler construction for Algol-like languages using functorial categories. According to [22] such approach is suitable for verifying compiler correctness, claim which was never explored. First, the language Peal [29] will be certified in type theory and we will gradually add funtionality to it until a correct compiler for the language Forsythe [23] is obtained. 3) Formilizing systems for session types. Several proposals have shown to be faulty [30]. This means that a formalization of it may contribute to the general understanding of session types.

Darwin and after Darwin. An exposition of the Darwinian theory and a discussion of post-Darwinian questions, by George John Romanes ...

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Darwin and after Darwin. An exposition of the Darwinian theory and a discussion of post-Darwinian questions, by George John Romanes ...

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