Charged Brownian particles: Kramers and Smoluchowski equations and the hydrothermodynamical picture

We consider a charged Brownian gas under the influence of external and non-uniform electric, magnetic and mechanical fields, immersed in a non-uniform bath temperature. With the collision time as an expansion parameter, we study the solution to the associated Kramers equation, including a linear reactive term. To the first order we obtain the asymptotic (overdamped) regime, governed by transport equations, namely: for the particle density, a Smoluchowski- reactive like equation; for the particle's momentum density, a generalized Ohm's-like equation; and for the particle's energy density, a MaxwellCattaneo-like equation. Defining a nonequilibrium temperature as the mean kinetic energy density, and introducing Boltzmann's entropy density via the one particle distribution function, we present a complete thermohydrodynamical picture for a charged Brownian gas. We probe the validity of the local equilibrium approximation, Onsager relations, variational principles associated to the entropy production, and apply our results to: carrier transport in semiconductors, hot carriers and Brownian motors. Finally, we outline a method to incorporate non-linear reactive kinetics and a mean field approach to interacting Brownian particles. © 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

A generalized Riemann- Stieltjes integral on time scales and discontinuous dynamical equations

This paper is concerned with a generalization of the Riemann- Stieltjes integral on time scales for deal with some aspects of discontinuous dynamic equations in which Riemann-Stieltjes integral does not works. © 2011 Academic Publications.

A set of linear equations to calculate the steady-state operation of an electrical distribution system

In this paper, the calculation of the steady-state operation of a radial/meshed electrical distribution system (EDS) through solving a system of linear equations (non-iterative load flow) is presented. The constant power type demand of the EDS is modeled through linear approximations in terms of real and imaginary parts of the voltage taking into account the typical operating conditions of the EDS's. To illustrate the use of the proposed set of linear equations, a linear model for the optimal power flow with distributed generator is presented. Results using some test and real systems show the excellent performance of the proposed methodology when is compared with conventional methods. © 2011 IEEE.

On the periodic solutions of a class of duffing differential equations

In this work we study the periodic solutions, their stability and bifurcation for the class of Duffing differential equation mathematical equation represented where C > 0, ε > 0 and Λ are real parameter, A(t), b(t) and h(t) are continuous T periodic functions and ε is sufficiently small. Our results are proved using the averaging method of first order.

DBI equations and holographic dc conductivity

We provide a simple method for writing the Dirac-Born-Infeld equations of a Dp-brane in an arbitrary static background whose metric depends only on the holographic radial coordinate z. Using this method we revisit the Karch-O'Bannon procedure to calculate the dc conductivity in the presence of constant electric and magnetic fields for backgrounds where the boundary is four- or three-dimensional and satisfies homogeneity and isotropy. We find a frame-independent expression for the dc conductivity tensor. For particular backgrounds we recover previous results on holographic metals and strange metals. © 2013 American Physical Society.

Effective gravitational equations for f(R) braneworld models

The viability of achieving gravitational consistent braneworld models in the framework of a f(R) theory of gravity is investigated. After a careful generalization of the usual junction conditions encompassing the embedding of the 3-brane into a f(R) bulk, we provide a prescription giving the necessary constraints in order to implement the projected second-order effective field equations on the brane. © 2013 American Physical Society.

Conformally and gauge invariant spin-2 field equations

Using an approach based on the Casimir operators of the de Sitter group, conformally invariant equations for a fundamental spin-2 field are obtained, and their consistency is discussed. It is shown that only when the spin-2 field is interpreted as a 1-form assuming values in the Lie algebra of the translation group, rather than a symmetric second-rank tensor, the field equation is both conformally and gauge invariant. © 2013 Pleiades Publishing, Ltd.

Development of equations to estimate microbial contamination in ruminal incubation residues of forage produced under tropical conditions using 15N as a label1

The objective of this study was to use 15N to label microbial cells to allow development of equations for estimating the microbial contamination in ruminal in situ incubation residues of forage produced under tropical conditions. A total of 24 tropical forages were ruminal incubated in 3 steers at 3 separate times. To determine microbial contamination of the incubated residues, ruminal bacteria were labeled with 15N by continuous intraruminal infusion 60 h before the first incubation and continued until the last day of incubation. Ruminal digesta was collected for the isolation of bacteria before the first infusion of 15N on adaptation period and after the infusion of 15N on collection period. To determine the microbial contamination of CP fractions, restricted models were compared with the full model using the model identity test. A value of the corrected fraction A was estimated from the corresponding noncorrected fraction by this equation: Corrected A fraction (ACPC) = 1.99286 + 0.98256 × A fraction without correction (ACPWC). The corrected fraction B was estimated from the corresponding noncorrected fraction and from CP, NDF, neutral detergent insoluble protein (NDIP), and indigestible NDF (iNDF) using the equation corrected B fraction (BCPC) = -17.2181 - 0.0344 × fraction B without correction (BCPWC) + 0.65433 × CP + 1.03787 × NDF + 2.66010 × NDIP - 0.85979 × iNDF. The corrected degradation rate of B fraction (kd)was estimated using the equation corrected degradation rate of B fraction (kdCPC) = 0.04667 + 0.35139 × degradation rate of B fraction without correction (kdCPWC) + 0.0020 × CP - 0.00055839 × NDF - 0.00336 × NDIP + 0.00075089 × iNDF. This equation was obtained to estimate the contamination using CP of the feeds: %C = 79.21 × (1 - e-0.0555t) × e-0.0874CP. It was concluded that A and B fractions and kd of CP could be highly biased by microbial CP contamination, and therefore these corrected values could be obtained mathematically, replacing the use of microbial markers. The percentage of contamination and the corrected apparent degradability of CP could be obtained from values of CP and time of incubation for each feed, which could reduce cost and labor involved when using 15N. © 2013 American Society of Animal Science. All rights reserved.

On the regularity of the pressure field of relaxed solutions to Euler equations with variable density

In this paper we improve the regularity in time of the gradient of the pressure field in the solution of relaxed version of variational formulation proposed by V. I. Arnold and by Y. Brenier, for the incompressible Euler equations with variable density. We obtain that the pressure field is not only a measure, but a function in Lloc2((0,T);BVloc(D)) as an extension of the work of Ambrosio and Figalli (2008) in [1] to the variable density case. © 2013 Elsevier Ltd.

Estudo de campo elétrico em linha de transmissão utilizando o método dos elementos de contorno

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Método numérico-analítico generalizado para estimação do campo eletromagnético de linhas de transmissão de energia elétrica utilizando a teoria dos elementos finitos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Nova metodologia para análise e síntese de sistemas de aterramento complexos utilizando o método lN-FDTD, computação paralela automática e redes neurais artificiais

Neste trabalho, o método FDTD em coordenadas gerais (LN-FDTD) foi implementado para a análise de estruturas de aterramento com geometrias coincidentes ou não com o sistema de coordenadas cartesiano. O método soluciona as equações de Maxwell no domínio do tempo, permitindo a obtenção de dados a respeito da resposta transitória e de regime estacionário de estruturas diversas de aterramento. Uma nova formulação para a técnica de truncagem UPML em coordenadas gerais, para meios condutivos, foi desenvolvida e implementada para viabilizar a análise dos problemas (LN-UPML). Uma nova metodologia baseada em duas redes neurais artificiais é apresentada para a deteccão de defeitos em malhas de terra. O software FDTD em coordenadas gerais foi testado e validado para vários casos. Uma interface gráfica para usuários, chamada LANE SAGS, foi desenvolvida para simplificar o uso e automatizar o processamento dos dados.

Análise de tensões induzidas em linhas de distribuição de baixa tensão frente a uma descarga atmosférica

Neste trabalho são apresentadas simulações computacionais inéditas para o cálculo de tensões induzidas em linhas de baixa tensão provenientes de descargas atmosféricas em estações rádio-base de telefonia celular (ERBs). Foram construídas estruturas representativas que denotam um grau de complexidade bastante avançado e semelhante ao encontrado em campo, visando assim a obtenção o de resultados bem próximos aos da realidade. Para tal, desenvolveu-se um software, no qual as equações de Maxwell são resolvidas numericamente utilizando o Método das Diferenças Finitas no Domínio do Tempo (FDTD), associado à truncagem de domínio de análise pela técnica da UPML e representação de condutores elétricos pela formulação de fio fino para meios condutivos, gerando soluções de onda completa para o problema.

Análise eletromagnética de cabos OPGW utilizando métodos numérico e analítico

Este trabalho apresenta o estudo eletromagnético de cabos OPGW (Optical Ground Wire) os quais têm dupla função: de pára-raios para linhas de transmissão de alta tensão e de canal de comunicação através de fibras ópticas embutidas na estrutura do cabo. Descargas atmosféricas ou curtos-circuitos podem comprometer a integridade do cabo, devido ao aquecimento nas regiões onde há maior concentração de corrente. Para a análise deste problema foram feitos cálculos eletromagnéticos relacionando-os aos efeitos térmicos no cabo. Nesta análise foram consideradas três diferentes geometrias: o modelo de cabo real, o modelo de cabo com camadas homogêneas e o modelo de cabo com uma camada modificada; esta modificação está relacionada à forma geométrica dos fios da armação do cabo. As ferramentas utilizadas em tal estudo foram o software comercial FEMLAB Multiphysics, baseado no método dos elementos finitos, e um método analítico desenvolvido a partir das equações de Maxwell no domínio da freqüência, que foi implementado utilizando o software MATLAB. Os principais resultados deste trabalho são gráficos de distribuição de densidade de corrente na seção reta do cabo para diferentes freqüências, estudo do efeito pelicular e do efeito de proximidade entre os condutores do cabo.

Modelagem 1D e 2,5D de dados do método CSEM marinho em meios com anisotropia transversal inclinada

Neste trabalho apresentamos a solução do campo eletromagnético gerado por um dipolo elétrico horizontal em meios transversalmente isotrópicos com eixo de simetria vertical (TIV) e com eixo de simetria inclinado (TII). Para modelos unidimensionais, o campo eletromagnético foi obtido por duas metodologias distintas: (1) solução semi-analítica das equações de Maxwell com auxílio de potenciais vetores no caso TIV e (2) em modelos com anisotropia transversal inclinada o campo eletromagnético foi separado em primário e secundário, e então, o campo secundário foi calculado pelo método de elementos finitos no domínio (k_x, k_y, z) da transformada de Fourier. Para estruturas bidimensionais, foi aplicada a mesma metodologia usado nos modelos TII unidimensionais, onde o campo secundário foi calculado pelo método de elementos finitos no domínio (x, k_y, z), da transformada de Fourier, com a utilização de malhas não estruturadas para discretização dos modelos. Estas respostas foram usados para avaliar os efeitos da anisotropia elétrica nos dados CSEM marinho 1D e 2,5D.