Study of magnetic field effect on the specific heat and entropy in DyBa2Cu3O7-x

The change in the specific heat by the application of magnetic field up to 161 for high temperature superconductor system for DyBa2Cu3O7-x by Revaz et al. [23] is examined through the phenomenological Ginzburg-Landau(G-L) theory of anisotropic Type-II superconductors. The observed specific heat anomaly near T-c with magnetic field is explained qualitatively through the expression <Delta C > = (B-a/T-c) t/(1 - t)(alpha Theta(gamma)lambda(2)(m)(0)), which is the anisotropic formulation of the G-L theory in the London limit developed by Kogan and coworkers; relating to the change in specific heat Delta C for the variation of applied magnetic field for different orientations with c-axis. The analysis of this equation explains satisfactorily the specific heat anomaly near T-c and determines the anisotropic ratio gamma as 5.608, which is close to the experimental value 5.3 +/- 0.5given in the paper of Revaz et al. for this system. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

Unsteady mixed convection with double diffusion over a horizontal cylinder and a sphere within a porous medium

The combined effects of the permeability of the medium, magnetic field, buoyancy forces and dissipation on the unsteady mixed convection flow over a horizontal cylinder and a sphere embedded in a porous medium have been studied. The nonlinear coupled partial differential equations with three independent variables have been solved numerically using an implicit finite-difference scheme in combination with the quasilinearization technique. The skin friction, heat transfer and mass transfer increase with the permeability of the medium, magnetic field and buoyancy parameter. The heat and mass transfer continuously decrease with the stream-wise distance, whereas the skin friction increases from zero, attains a maximum and then decreases to zero. The skin friction, heat transfer and mass transfer are significantly affected by the free stream velocity distribution. The effect of dissipation parameter is found to be more pronounced on the heat transfer than on the skin friction and mass transfer

PIV studies of large scale structures in the near field of small aspect ratio elliptic jets

The near flow field of small aspect ratio elliptic turbulent free jets (issuing from nozzle and orifice) was experimentally studied using a 2D PIV. Two point velocity correlations in these jets revealed the extent and orientation of the large scale structures in the major and minor planes. The spatial filtering of the instantaneous velocity field using Gaussian convolution kernel shows that while a single large vortex ring circumscribing the jet seems to be present at the exit of nozzle, the orifice jet exhibited a number of smaller vortex ring pairs close to jet exit. The smaller length scale observed in the case of the orifice jet is representative of the smaller azimuthal vortex rings that generate axial vortex field as they are convected. This results in the axis-switching in the case of orifice jet and may have a mechanism different from the self induction process as observed in the case of contoured nozzle jet flow.

A pulsed field gradient spin echo NMR spectrometer for diffusion coefficient measurements

A pulsed field gradient spin echo NMR spectrometer has been assembled by interfacing a programmable pulse generator and a data acquisition system designed and fabricated in our laboratory with other imported units. Calibration results of the magnetic field gradients are presented.

Field induced spin reorientation transition in epitaxial La0.5Sr0.5CoO3 films

Strained epitaxial La0.5Sr0.5CoO3 films are grown on LaAlO3 substrate. Structural, electrical,and magnetic measurements were carried out. Out of plane lattice parameter of the film undergoes compressive strain and the coercivity is enhanced. The zero field cooled (ZFC) magnetization curve for a field applied parallel to the film plane shows a jump, which suggests a spin reorientation transition (SRT), while ZFC magnetization for a field applied perpendicular to the film plane is featureless. This jump in magnetization is shifted to higher temperatures when the magnetic field is reduced. The SRT is attributed to the strain in the film. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

Development of twist in an emerging magnetic flux tube by poloidal field accretion

Aims. Following an earlier proposal for the origin of twist in the magnetic fields of solar active regions, we model the penetration of a wrapped up background poloidal field into a toroidal magnetic flux tube rising through the solar convective zone.Methods. The rise of the straight, cylindrical flux tube is followed by numerically solving the induction equation in a comoving Lagrangian frame, while an external poloidal magnetic field is assumed to be radially advected onto the tube with a speed corresponding to the rise velocity.Results. One prediction of our model is the existence of a ring of reverse current helicity on the periphery of active regions. On the other hand, the amplitude of the resulting twist depends sensitively on the assumed structure ( diffuse vs. concentrated/intermittent) of the active region magnetic field right before its emergence, and on the assumed vertical profile of the poloidal field. Nevertheless, in the model with the most plausible choice of assumptions a mean twist comparable to the observations results.Conclusions. Our results indicate that the contribution of this mechanism to the twist can be quite significant, and under favourable circumstances it can potentially account for most of the current helicity observed in active regions.

On the alleged equivalence of certain field theories

Abstract. We critically examine some recent claims that certain field theories with and without boson kinetic energy terms are equivalent. We point out that the crucial element in these claims is the finiteness or otherwise of the boson wavefunction renormalisation constant. We show that when this constant is finite, the equivalence proof offered in the literature fails in a direct way. When the constant is divergent, the claimed equivalence is only a consequence of improper use of divergent quantities.

Hila- ja kuviotason laskennan vaikutus kuvion kokonaistilavuuteen, tallennustilaan ja laskentaaikaan teoreettista läpimittajakaumaa ja runkolukusarjaa käyttämällä

Metsäsuunnittelussa tarvittavan metsävaratiedon keräämisessä ollaan Suomessa siirtymässä kuvioittaisesta arvioinnista laserkeilaus- ja ilmakuvapohjaiseen kaukokartoitukseen. Tämän tutkimuksen tarkoitus oli selvittää kuvion kokonaistilavuuden ja läpimittajakauman ennustamisen tarkkuus koealan metsikkö- ja puustotunnuksista MSN-, PRM-, ML- ja FMM-menetelmiä sekä Weibull-jakaumaa hyödyntäen seuraavilla tavoilla: 1. PRM-menetelmällä hilatasolla, 2. PRMmenetelmällä kuviotasolla, 3. ML-menetelmällä hilatasolla ja 4. ML-menetelmällä kuviotasolla. Lisäksi kuvion kokonaistilavuuden ennustamisen tarkkuus selvitettiin hyödyntäen kuviolle tuotettua runkolukusarjaa. Tulokset laskettiin puulajikohtaisesti männylle, kuuselle, koivulle ja muille puulajeille. Puulajien tulokset laskettiin kuviotasolla yhteen. Lisäksi selvitettiin menetelmien laskenta-ajan ja tallennustilan tarve. Tutkimuksen aineistona käytettiin Hämeen ammattikorkeakoulun Evon toimipisteen metsistä mitattuja kiinteäsäteisiä ympyräkoealoja, joita oli 249 kappaletta. Hakkuukoneella mitattiin 12kuvion, joiden pinta-alat vaihtelivat välillä 0,2 – 1,94 hehtaaria, puustotiedot. Aluepohjaisen laserkeilausaineiston pulssin tiheys oli 1,8/m2 ja ilmakuvien pikselikoko 0,5 metriä. Kuvion kokonaistilavuus ennustettiin tai estimoitiin laserkeilaus- ja ilmakuva-aineiston piirteiden avulla koealojen puustotunnuksista. Tulokset laskettiin erikseen kaikille kuvioille ja kuvioille, joiden pinta-ala oli yli 0,5 hehtaaria. Yli 0,5 hehtaarin kuvioita oli 8 kappaletta. Kuvion hilojen naapureina käytettiin 1 - 10 koealaa. Menetelmästä ja naapurien määrästä riippuen kokonaistilavuuden suhteellinen RMSE ja harha vaihtelivat välillä 20,76 – 52,86 prosenttia ja -12,04 – 46,54 prosenttia. Vastaavat luvut yli 0,5 hehtaarin kuvioilla olivat 6,74 – 59,41 prosenttia ja -8,04 – 49,59 prosenttia. Laskenta-aika vaihteli menetelmien ja käytettyjen naapurien määrän mukaan voimakkaasti. Kehittyneemmällä ohjelmoinnilla ja ohjelmistolla laskenta-ajat voivat laskea merkittävästi. Tallennustila ei testatuilla menetelmillä ole rajoittava tekijä laajassakaan mittakaavassa. Läpimittajakauman perusteella PRM-menetelmä ennustaa puulajille erittäin kapean läpimittajakauman, jos koeala koostuu vain muutamasta lähes samankokoisesta puusta. Tämä vaikutti tuloksiin erityisesti menetelmällä PRM2.

Nonsingular cosmological models: the massive scalar field case

The nonminimal coupling of a massive self-interacting scalar field with a gravitational field is studied. Spontaneous symmetry breaking occurs in the open universe even when the sign on the mass term is positive. In contrast to grand unified theories, symmetry breakdown is more important for the early universe and it is restored only in the limit of an infinite expansion. Symmetry breakdown is shown to occur in flat and closed universes when the mass term carries a wrong sign. The model has a naturally defined effective gravitational coupling coefficient which is rendered time-dependent due to the novel symmetry breakdown. It changes sign below a critical value of the cosmic scale factor indicating the onset of a repulsive field. The presence of the mass term severely alters the behaviour of ordinary matter and radiation in the early universe. The total energy density becomes negative in a certain domain. These features make possible a nonsingular cosm

Lahopuumäärän ennustaminen ja kartoitus lentokonelaserkeilauksen avulla

Lahopuun määrästä ja sijoittumisesta ollaan kiinnostuneita paitsi elinympäristöjen monimuotoisuuden, myös ilmakehän hiilen varastoinnin kannalta. Tutkimuksen tavoitteena oli kehittää aluepohjainen laserkeilausdataa hyödyntävä malli lahopuukohteiden paikantamiseksi ja lahopuun määrän estimoimiseksi. Samalla tutkittiin mallin selityskyvyn muuttumista mallinnettavan ruudun kokoa suurennettaessa. Tutkimusalue sijaitsi Itä-Suomessa Sonkajärvellä ja koostui pääasiassa nuorista hoidetuista talousmetsistä. Tutkimuksessa käytettiin harvapulssista laserkeilausdataa sekä kaistoittain mitattua maastodataa kuolleesta puuaineksesta. Aineisto jaettiin siten, että neljäsosa datasta oli käytössä mallinnusta varten ja loput varattiin valmiiden mallien testaamiseen. Lahopuun mallintamisessa käytettiin sekä parametrista että ei-parametrista mallinnusmenetelmää. Logistisen regression avulla erikokoisille (0,04, 0,20, 0,32, 0,52 ja 1,00 ha) ruuduille ennustettiin todennäköisyys lahopuun esiintymiselle. Muodostettujen mallien selittävät muuttujat valittiin 80 laserpiirteen ja näiden muunnoksien joukosta. Mallien selittävät muuttujat valittiin kolmessa vaiheessa. Aluksi muuttujia tarkasteltiin visuaalisesti kuvaamalla ne lahopuumäärän suhteen. Ensimmäisessä vaiheessa sopivimmiksi arvioitujen muuttujien selityskykyä testattiin mallinnuksen toisessa vaiheessa yhden muuttujan mallien avulla. Lopullisessa usean muuttujan mallissa selittävien muuttujien kriteerinä oli tilastollinen merkitsevyys 5 % riskitasolla. 0,20 hehtaarin ruutukoolle luotu malli parametrisoitiin muun kokoisille ruuduille. Logistisella regressiolla toteutetun parametrisen mallintamisen lisäksi, 0,04 ja 1,0 hehtaarin ruutukokojen aineistot luokiteltiin ei-parametrisen CART-mallinnuksen (Classification and Regression Trees) avulla. CARTmenetelmällä etsittiin aineistosta vaikeasti havaittavia epälineaarisia riippuvuuksia laserpiirteiden ja lahopuumäärän välillä. CART-luokittelu tehtiin sekä lahopuustoisuuden että lahopuutilavuuden suhteen. CART-luokituksella päästiin logistista regressiota parempiin tuloksiin ruutujen luokituksessa lahopuustoisuuden suhteen. Logistisella mallilla tehty luokitus parani ruutukoon suurentuessa 0,04 ha:sta(kappa 0,19) 0,32 ha:iin asti (kappa 0,38). 0,52 ha:n ruutukoolla luokituksen kappa-arvo kääntyi laskuun (kappa 0,32) ja laski edelleen hehtaarin ruutukokoon saakka (kappa 0,26). CART-luokitus parani ruutukoon kasvaessa. Luokitustulokset olivat logistista mallinnusta parempia sekä 0,04 ha:n (kappa 0,24) että 1,0 ha:n (kappa 0,52) ruutukoolla. CART-malleilla määritettyjen ruutukohtaisten lahopuutilavuuksien suhteellinen RMSE pieneni ruutukoon kasvaessa. 0,04 hehtaarin ruutukoolla koko aineiston lahopuumäärän suhteellinen RMSE oli 197,1 %, kun hehtaarin ruutukoolla vastaava luku oli 120,3 %. Tämän tutkimuksen tulosten perusteella voidaan todeta, että maastossa mitatun lahopuumäärän ja tutkimuksessa käytettyjen laserpiirteiden yhteys on pienellä ruutukoolla hyvin heikko, mutta vahvistuu hieman ruutukoon kasvaessa. Kun mallinnuksessa käytetty ruutukoko kasvaa, pienialaisten lahopuukeskittymien havaitseminen kuitenkin vaikeutuu. Tutkimuksessa kohteen lahopuustoisuus pystyttiin kartoittamaan kohtuullisesti suurella ruutukoolla, mutta pienialaisten kohteiden kartoittaminen ei onnistunut käytetyillä menetelmillä. Pienialaisten kohteiden paikantaminen laserkeilauksen avulla edellyttää jatkotutkimusta erityisesti tiheäpulssisen laserdatan käytöstä lahopuuinventoinneissa.

Static and dynamic properties of incommensurate smectic-AIC liquid crystals

We study the elasticity, topological defects, and hydrodynamics of the recently discovered incommensurate smectic (AIC) phase, characterized by two collinear mass density waves of incommensurate spatial frequency. The low-energy long-wavelength excitations of the system can be described by a displacement field u(x) and a ��phason�� field w(x) associated, respectively, with collective and relative motion of the two constituent density waves. We formulate the elastic free energy in terms of these two variables and find that when w=0, its functional dependence on u is identical to that of a conventional smectic liquid crystal, while when u=0, its functional dependence on w is the same as that for the angle variable in a slightly anisotropic XY model. An arbitrariness in the definition of u and w allows a choice that eliminates all relevant couplings between them in the long-wavelength elastic energy. The topological defects of the system are dislocations with nonzero u and w components. We introduce a two-dimensional Burgers lattice for these dislocations, and compute the interaction between them. This has two parts: one arising from the u field that is short ranged and identical to the interaction between dislocations in an ordinary smectic liquid crystal, and one arising from the w field that is long ranged and identical to the logarithmic interaction between vortices in an XY model. The hydrodynamic modes of the AIC include first- and second-sound modes whose direction-dependent velocities are identical to those in ordinary smectics. The sound attenuations have a different direction dependence, however. The breakdown of hydrodynamics found in conventional smectic liquid crystals, with three of the five viscosities diverging as 1/? at small frequencies ?, occurs in these systems as well and is identical in all its details. In addition, there is a diffusive phason mode, not found in ordinary smectic liquid crystals, that leads to anomalously slow mechanical response analogous to that predicted in quasicrystals, but on a far more experimentally accessible time scale.