The buoyant plume above a heat source

The boundary-layer type conservation equations of mass, momentum and energy for the steady free turbulent flow in gravitational convection over heat sources are set up for both two-dimensional and axisymmetric cases. These are reduced to ordinary differential equations in a similarity parameter by suitable transformations. The three classical hypotheses of turbulent diffusion-the Constant Exchange Coefficient hypothesis, Prandtl's Momentum Transfer theory and Taylor's Vorticity Transfer theory-are then incorporated into these equations in succession. The resulting equations are solved numerically and the results compared with some experimental results on gravitational convection over heat sources reported by Rouse et al.

Lihaluujauhon soveltuvuus sokerijuurikkaan lannoitteeksi

Lihaluujauho muodostaa maatilojen myytävien kasvi- ja eläinperäisten tuotteiden jälkeen tärkeimmän agroekosysteemeistä poispäin suuntautuvan ravinnevirran. Se sisältää runsaasti pääkasvinravinteita typpeä, fosforia ja kalsiumia (N ~8%, P ~5%, Ca yleensä ~10-15% luuaineksen määrästä riippuen), sekä kaliumia n.1% tai alle. Lihaluujauho on todettu tehokkaaksi lannoitteeksi useilla viljelykasveilla ja sen käyttö on sallittu myös luomuviljelyssä EU-alueella. Lihaluujauhoon ja erityisesti sen rehukäyttöön liittyvistä riskeistä merkittävin on TSE-tautien riski (naudan BSE-, lampaiden ja vuohien scrapie-, sekä ihmisen vCJD-taudit). Rehukäyttöä on monissa maissa rajoitettu 1980-luvulla puhjenneen BSE-kriisin myötä. BSE-taudin leviäminen yhdistettiin tilanteeseen, jossa nautaperäistä lihaluujauhoa käytettiin nautaeläinten rehun ainesosana. Myös lihaluujauhon käytössä turkiseläinrehuna saattaa piillä BSE:n tai muun TSE-taudin riski. Oikein käsitellyn lihaluujauhon lannoitekäyttöön ei kuitenkaan näytä tarkastelemieni tutkimusten perusteella sisältyvän huomattavaa TSEriskiä, jos huolehditaan asianmukaisista varotoimista ja menettelyistä sekä tuotteen valmistusprosessissa, että käytettäessä lannoitetta. Lihaluujauhon lannoitekäytön lisääminen edistäisi ruokajärjestelmämme ravinnekierron sulkemista etenkin fosforin osalta. Lihaluujauho on uusiutuva luonnonvara, jonka lannoitekäytöllä voitaisiin korvata huomattava osa lannoiteaineena kulutettavista fosforipitoisista kiviaineista. Sokerijuurikkaan lannoituskokeissa Varsinais-Suomen Kaarinassa vuosina 2008 ja 2009 lihaluujauhokäsittelyt eivät menestyneet aivan yhtä hyvin satotasovertailussa kuin kontrollikäsittelyiden NPK-väkilannoitteet, mutta laatuominaisuuksiltaan (sokeripitoisuus, amino-N, K, ja Na-pitoisuudet) joiltakin osin kontrollikäsittelyjä paremmin. Kokeissa käytetyt lajikkeet olivat ’Jesper’ vuonna 2008 ja ’Lincoln’ vuonna 2009. Käytetty lihaluujauholannoite oli Honkajoki Oy:n Viljo Yleislannoite 8-4-3, joka sisälsi noin 10% kaliumsulfaatin ja kasviperäisten sivutuotteiden seosta. Viljo-lannoitetta käytettiin sekä yksistään, että yhdistettynä 10-25%:iin väkilannoitetta. Vuoden 2009 Viljo-koejäseniin vielä lisättiin kaliumsulfaattilannoitetta (42% K, 18% S), jotta päästiin annetun kaliumin määrässä päästiin lannoitussuosituksen (60 kg K/ha) tasolle. Pelkkä Viljo-lannoite tuotti merkitsevästi alhaisemmat sadot kuin kontrollikäsittelyt molempina vuosina. Kuitenkin kun Viljolannoitteen ohella käytettiin väkilannoitetta (10-25% kasvin typentarpeesta) päästiin varsin lähelle kontrollikäsittelyiden satotasoja. Myös pelkän LLJ-lannoitteen tuottamat satotasot olivat kuitenkin selvästi paremmat kuin Suomen keskimääräiset juurikassadot. Viljo-käsittelyillä oli selvästi positiivinen vaikutus laatutekijöihin amino-N, K ja Na vuonna 2008, mutta vuonna 2009 näiden pitoisuudet jäivät kontrollikäsittelyjen tasolle. Viljo-käsittelyiden sokeripitoisuudet olivat vuonna 2008 kontrollikäsittelyn luokkaa ja Viljo77%+NK1:n osalta kontrollia merkitsevästi paremmat. Vuoden 2009 sokeripitoisuudet olivat kaikilla koejäsenillä erinomaiset, ja käsittelyiden välillä ei ilmennyt merkitseviä eroja. Kokeiden perusteella kaliumsulfaatilla täydennetty lihaluujauho on hyvin toimiva lannoite sokerijuurikkaalla Suomen olosuhteissa, etenkin yhdistettynä väkilannoitteeseen.

Hiekkatympösen (Hebeloma cylindrosporum) L-aminohappo-oksidaasi -geenin eristäminen

Pohjoisella havumetsävyöhykkeellä typpi on usein kasvien kasvua rajoittava tekijä. Metsämaan typpivarannot koostuvat pääasiassa orgaaniseen ainekseen sitoutuneista typpiyhdisteistä, erityisesti aminohapoista. Ektomykorritsasienet osallistuvat metsämaassa tapahtuvaan typenkiertoon hajottamalla orgaanisia typpiyhdisteitä ja kuljettamalla niitä kasvien käytettäväksi. Sienisolun sisällä tapahtuvasta aminohappojen mineralisaatiosta tiedetään toistaiseksi melko vähän. Aminohappo-oksidaasit katalysoivat aminohappojen mineralisaatiota. Eräissä ektomykorritsaa muodostavien kantasienten suvuissa on osoitettu L-aminohappo-oksidaaseja (LAO). Toistaiseksi LAO-geeniä ei tunneta kantasienistä. Työssä kuvattiin ensimmäistä kertaa LAO-geeni kantasienistä. Hiekkatympösen LAO1- geenin cDNA:n 5´ ja 3´ päiden emäsjärjestykset määritettiin RACE-PCR -menetelmällä, josta saatujen sekvenssien perusteella suunniteltiin alukkeet koko geenin cDNA:n ja genomisen DNA:n monistamiseksi. Genomisen DNA ja cDNA -sekvenssien perusteella määritettiin hiekkatympösen LAO1-geenin rakenne. Hiekkatympösen LAO1-geeni koostuu viidestä eksonista ja neljästä intronista. Hiekkatympösen LAO1-geenin yläpuoliselta alueelta löydettiin typpimetabolian säätelyyn osallistuvan proteiinin sitoutumiskohta. LAO1-geeniä edeltävä geenin osittainen genominen DNA-sekvenssi määritettiin. Kangaslohisienen genomissa LAO1-geeniä edeltävä geeni oli ennustettu pyruvaattidekarboksylaasiksi. Lisäksi työssä määritettiin hiekkatympösen toisen LAOhomologin cDNA:n osittainen emäsjärjestys. Työssä tunnistettiin myös toisen kantasienen, kangaslohisienen, LAO-geeni. LAO-geeniksi tunnistettu kangaslohisienen geenimalli oli aiemmin ennustettu NCBI:n tietokannassa toiminnaltaan tuntemattomaksi proteiiniksi. Proteiinien sukupuun perusteella hiekkatympösen ja kangaslohisienen LAO:n kantamuoto on kahdentunut. Työstä saatu tutkimustulos tuo täysin uutta tietoa molekyylibiologian tasolla ektomykorritsasienten aminohappojen katabolisista reaktioista. Aminohappojen mineralisaation seurauksen muodostuneet ammoniumionit saattavat olla merkittävä typen lähde myös maan muille mikrobeille ja kasveille. On mahdollista, että ektomykorritsasienten LAO-entsyymi on yksi merkittävä tekijä metsämaan typenkierrossa.

Ab initio studies on proton transfer involving Schiff base and related nitrogen compounds

Proton transfer across cationic hydrogen bonds involving Schiff base, ammonia and related compounds has been studied at the 4-31G level. Proton transfer characteristics are correlated to the proton affinities of the species involved. Hydrogen bond strengths of these hydrogen bonds are correlated to the differences in the proton affinity of the donor and the acceptor. Influence of a neighbouring hydrogen bond on the proton transfer from Schiff base to ammonia and Schiff base to water is also discussed.

Guessing under source uncertainty with side information

We study the problem of guessing the realization of a finite alphabet source, when some side information is provided, in a setting where the only knowledge the guesser has about the source and the correlated side information is that the joint source is one among a family. We define a notion of redundancy, identify a quantity that measures this redundancy, and study its properties. We then identify good guessing strategies that minimize the supremum redundancy (over the family). The minimum value measures the richness of the uncertainty class.

Evolution and decay of cylindrical and spherical nonlinear acoustic waves generated by a sinusoidal source

The present work gives a comprehensive numerical study of the evolution and decay of cylindrical and spherical nonlinear acoustic waves generated by a sinusoidal source. Using pseudospectral and predictor–corrector implicit finite difference methods, we first reproduced the known analytic results of the plane harmonic problem to a high degree of accuracy. The non-planar harmonic problems, for which the amplitude decay is faster than that for the planar case, are then treated. The results are correlated with the known asymptotic results of Scott (1981) and Enflo (1985). The constant in the old-age formula for the cylindrical canonical problem is found to be 1.85 which is rather close to 2, ‘estimated’ analytically by Enflo. The old-age solutions exhibiting strict symmetry about the maximum are recovered; these provide an excellent analytic check on the numerical solutions. The evolution of the waves for different source geometries is depicted graphically.

Narrowband Detection of Acoustic Source in Shallow Ocean using Vector Sensor Array

The problem of narrowband CFAR (constant false alarm rate) detection of an acoustic source at an unknown location in a range-independent shallow ocean is considered. If a target is present, the received signal vector at an array of N sensors belongs to an M-dimensional subspace if N exceeds the number of propagating modes M in the ocean. A subspace detection method which utilises the knowledge of the signal subspace to enhance the detector performance is presented in thisMpaper. It is shown that, for a given number of sensors N, the performance of a detector using a vector sensor array is significantly better than that using a scalar sensor array. If a target is detected, the detector using a vector sensor array also provides a concurrent coarse estimate of the bearing of the target.

An ab-initio study of the proton affinity of conjugated schiff-base and related nitrogen compounds: an analysis of the triggering site of bacteriorhodopsin

The chemical groups which take part in the proton transfer reaction in bacteriorhodopsin have been studied by ab initio quantum chemical methods. The various factors such as conjugation with a linear system, electron delocalization of the guanidine type, cis-trans isomerism, geometry distortion and hydrogen bonding with charged groups can influence the properties of a given chemical group. Several systems are studied at 4-31G and STO-3G levels. Some of the Schiff-base analogues and guanidine type molecules are characterized by their molecular orbital diagrams, energy levels and the nature of charge distribution. Also, the effects of the above-mentioned factors on proton affinity are studied. It is hoped that the values thus obtained can be helpful in evaluating various structural models for proton transfer.

Joint Source-Channel Coding over a Fading Multiple Access Channel with Partial Channel State Information

In this paper we address the problem of transmission of correlated sources over a fast fading multiple access channel (MAC) with partial channel state information available at both the encoders and the decoder. We provide sufficient conditions for transmission with given distortions. Next these conditions are specialized to a Gaussian MAC (GMAC). We provide the optimal power allocation strategy and compare the strategy with various levels of channel state information.

Characterization of compact ICP ion source for focused ion beam applications

A compact, high brightness 13.56 MHz inductively coupled plasma ion source without any axial or radial multicusp magnetic fields is designed for the production of a focused ion beam. Argon ion current of density more than 30 mA/cm(2) at 4 kV potential is extracted from this ion source and is characterized by measuring the ion energy spread and brightness. Ion energy spread is measured by a variable-focusing retarding field energy analyzer that minimizes the errors due t divergence of ion beam inside the analyzer. Brightness of the ion beam is determined from the emittance measured by a fully automated and locally developed electrostatic sweep scanner. By optimizing various ion source parameters such as RF power, gas pressure and Faraday shield, ion beams with energy spread of less than 5 eV and brightness of 7100 Am(-2)sr(-1)eV(-1) have been produced. Here, we briefly report the details of the ion source, measurement and optimization of energy spread and brightness of the ion beam. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.