Simulation of the micro-physics of rocks using LSMearth

The particle-based Lattice Solid Model (LSM) was developed to provide a basis to study the physics of rocks and the nonlinear dynamics of earthquakes (MORA and PLACE, 1994; PLACE and MORA, 1999). A new modular and flexible LSM approach has been developed that allows different microphysics to be easily included in or removed from the model. The approach provides a virtual laboratory where numerical experiments can easily be set up and all measurable quantities visualised. The proposed approach provides a means to simulate complex phenomena such as fracturing or localisation processes, and enables the effect of different micro-physics on macroscopic behaviour to be studied. The initial 2-D model is extended to allow three-dimensional simulations to be performed and particles of different sizes to be specified. Numerical bi-axial compression experiments under different confining pressure are used to calibrate the model. By tuning the different microscopic parameters (such as coefficient of friction, microscopic strength and distribution of grain sizes), the macroscopic strength of the material and can be adjusted to be in agreement with laboratory experiments, and the orientation of fractures is consistent with the theoretical value predicted based on Mohr-Coulomb diagram. Simulations indicate that 3-D numerical models have different macroscopic properties than in 2-D and, hence, the model must be recalibrated for 3-D simulations. These numerical experiments illustrate that the new approach is capable of simulating typical rock fracture behaviour. The new model provides a basis to investigate nucleation, rupture and slip pulse propagation in complex fault zones without the previous model limitations of a regular low-level surface geometry and being restricted to two-dimensions.

Microstructural evidence for the mechanism of the alpha-beta phase transformation in ytterbium SiAlON ceramics

Detailed microstructural evidence for the mechanism of the alpha-beta phase transformation in ytterbium SiAlON ceramics is presented. Grains, which show partial transformation, have been examined using transmission electron microscopy. We suggest that the transformation proceeds as a discernable reaction front and the accompanying lattice mismatch is accommodated be a series of complex dislocations. The stabilizing cation is ejected from the transformed alpha- phase and diffuse along the dislocation to accumulate as isolated pockets in a way similar to that observed in metal systems and termed pipe diffusion. High-resolution electron microscopy reveals the details of each of these features.

Oxide ionic conductivity and microstructures of Sm- or La-doped CeO2-based systems

The concept of crystallographic index termed the effective index is suggested and applied to the design of ceria (CeO2)-based electrolytes to maximize oxide ionic conductivity. The suggested index considers the fluorite structure, and combines the expected oxygen vacancy level with the ionic radius mismatch between host and dopant cations. Using this approach, oxide ionic conductivity of Sm- or La-doped CeO2-based system has been optimized and tested under operating conditions of a solid oxide fuel cell. In the observation of microstructure in atomic scale, both Sm-doped CeO2 and La-doped CeO2 electrolytes had large micro-domains over 10 nm in the lattice. On the other hand, Sm or La and alkaline earth co-doped CeO2-based electrolytes with high effective index had small micro-domains around 1-3 nm in the microstructure. The large micro-domain would prevent oxide ion from passing through the lattice. Therefore, it is concluded that the improvement of ionic conductivity is reflected in changes of microstructure in atomic scale. (C) 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Radio frequency plasma-induced hydrogen bonding on kaolinite

The radio frequency (RF) plasma-modified surfaces of kaolinite were investigated by diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy (DRIFT) and deuteration techniques to determine the nature of RF plasma-induced surface functional groups, the altered sites in the lattice, and interaction mechanism between RF plasma and the surface of the kaolinite. It has been concluded that the RF plasma-induced infrared (IR) vibration absorption bands at 2805, 3010, and 3100 cm(-1) are attributable to the stretching vibration of hydrogen-bonded hydroxyl groups, and the band at 1407 cm(-1) is attributable to the bending vibration of (HO-)Al-O or (HO-)Si-O groupings with hydrogen-bonded hydroxyl groups. Structural alteration occurred on both the surface and subsurface region of the kaolinite during RF plasma treatment. Further structural alteration or adjustment was also observed on well-modified and well-deuterated kaolinite. There are two types of OD bands visible in the DRIFT spectra of this kaolinite, one type which decreased rapidly as a function of time in moist air, and the other which remained unchanged during the measurement. Furthermore, the appearance of broad IR bands at 3500-3100 cm(-1) as a result of deuteration is evidence of structural disturbance by RF plasma treatment lattice deuteration. An RF plasma-induced hydrogen bonding model on the surface of the kaolinite is proposed.

Document retrieval for e-mail search and discovery using Formal Concept Analysis

This paper discusses a document discovery tool based on Conceptual Clustering by Formal Concept Analysis. The program allows users to navigate e-mail using a visual lattice metaphor rather than a tree. It implements a virtual. le structure over e-mail where files and entire directories can appear in multiple positions. The content and shape of the lattice formed by the conceptual ontology can assist in e-mail discovery. The system described provides more flexibility in retrieving stored e-mails than what is normally available in e-mail clients. The paper discusses how conceptual ontologies can leverage traditional document retrieval systems and aid knowledge discovery in document collections.

Variação radial da retratibilidade e densidade básica da madeira de Eucalyptus saligna Sm.

A ultra-estrutura e a composição química da madeira, bem como suas propriedades físicas e mecânicas, variam significativamente entre espécies, entre árvores de uma mesma espécie e, mesmo, entre diferentes partes de uma mesma árvore. Com este trabalho objetivou-se o estudo dos parâmetros de retratibilidade e de densidade básica da madeira Eucalyptus saligna, com idade de 16 anos, proveniente de talhões experimentais da EMBRAPA Florestas, de Colombo, Paraná. As amostras foram retiradas à altura do DAP de quatro posições eqüidistantes a partir da medula em direção à periferia, correspondendo a 0, 33, 66 e 100%, com dimensões nominais de 1,0 x 2,0 x 3,0 cm, sendo a última dimensão no sentido longitudinal. Elas foram mantidas em câmara fechada com ventilação, próximo de soluções salinas supersaturadas, com o objetivo de proporcionar diferentes condições de umidade relativa. Uma vez atingidas as distintas condições de umidade de equilíbrio, as amostras foram secas em estufa a 105 ºC e obtidos os dados de retratibilidade e densidade básica da madeira nas posições mencionadas. Constataram-se valores de contração volumétrica mais baixos na região medular, apresentando um acréscimo para as demais posições. Comportamento semelhante foi observado para os coeficientes das contrações lineares nas direções tangencial e radial. O fator anisotrópico foi consideravelmente mais elevado na região medular, decrescendo substancialmente em direção ao alburno. A densidade básica não mostrou sinais efetivos de estabilidade, apesar de mostrar tendência de aumento em direção à periferia do tronco.

Avaliação das propriedades higroscópicas da madeira de Eucalyptus saligna Sm., em diferentes condições de umidade relativa do ar

O estudo da higroscopicidade é indispensável para o entendimento da trabalhabilidade, estabilidade dimensional, resistência mecânica e durabilidade natural da madeira. Neste trabalho objetivou-se a avaliação do teor de equilíbrio higroscópico para diversas condições de umidade relativa do ar, bem como da retratibilidade linear e volumétrica e da densidade básica da madeira de Eucalyptus saligna Sm. A madeira utilizada foi proveniente de árvores com 16 anos de idade, procedentes de talhões experimentais da EMBRAPA Florestas de Colombo, Paraná. Amostras com dimensões de 1,0x2,0x3,0 cm, sendo a última na direção longitudinal, foram colocadas em uma câmara fechada, sob ventilação, próximas de recipientes com soluções salinas supersaturadas, a fim de atingir determinada condição preestabelecida de teor de equilíbrio higroscópico. Após o equilíbrio da umidade da madeira nas distintas condições de umidade relativa, as amostras foram secas em estufa, para posterior avaliação. Os dados relativos à umidade de equilíbrio ajustaram-se muito bem às condições de umidade relativa adotadas neste estudo, tendo sido possível estimar com grande precisão o teor de equilíbrio higroscópico, para a faixa de aproximadamente 20 até 100% de umidade relativa. A madeira em estudo apresentou dados de retratibilidade bastante elevados, se comparados aos de outras da mesma faixa de densidade. Apesar dos elevados coeficientes de contração, o fator anisotrópico ou relação T/R mostrou-se próximo daquele encontrado na grande maioria das madeiras comerciais brasileiras. Verificaram-se ainda coeficientes de contrações mais suaves nos teores de umidade abaixo de 17%.

Cartografando movimentos curriculares produzidos nas redes de conversações nos encontrosformações do PROEJA/IFES/ES

Problematiza a constituição do currículo (e da “formação docente” no campo curricular), no cotidiano escolar, na dimensão das conversações. Objetiva acompanhar os movimentos curriculares concernentes ao Proeja entre formas e forças complexas no cotidiano do Ifes – campus Venda Nova do Imigrante (VNI). Compõe com as linhas de pensamentos principalmente de Alves (2008, 2010, 2012); Carvalho (2004, 2008a, 2008b, 2009, 2012); Deleuze (1988, 2002, 2010); Deleuze e Guattari (1995); Ferraço (2007, 2008a, 2008b); Garcia (2011); Guattari (1987, 2004, 2012); Kastrup (2009, 2013); Lopes e Macedo (2011); Lopes (2010, 2011); Oliveira (2005, 2009, 2012); Paiva (2004, 2009); Rolnik (1989); e Spinoza (2013), entremeando os conceitos de movimentos e afetos no campo do currículo em redes na relação híbrida com os encontros-formações docente do/no Proeja. Adota a (não) metodologia cartográfica ao acompanhar movimentos curriculares (des)(re)territorializantes nas redes de conversações, especialmente nos encontrosformações: “Rodas de conversas com professores e demais servidores do Proeja”. Utiliza como principais instrumentos metodológicos a observação participante, a gravação das vozes e o registro em diário de campo. Contribui para outros movimentos de pesquisa ao capturar produzir e analisar dados em que se percebe que: ainda que tenha ocorrido um planejamento coletivo, outras temáticas surgiram nos encontros formações (que não se pretendiam engessados e não objetivavam a paralisação dos fluxos que pedem passagem), e tais assuntos puderam ser usados como disparadores para criação de outros movimentos curriculares; as concepções dos professores sobre a “dificuldade/facilidade” em ministrar aulas para o Proeja e os lugares estabelecidos entre estudantes e docentes no processo ensino-aprendizagem não estão relacionados diretamente, em relação de causa e efeito, à disciplina/área de conhecimento específica que ministram, mas aos agenciamentos, aos ligamentos e às rupturas produzidas nas relações com essas redes de saberes fazeres poderes que envolvem múltiplos agentes: docentes, outros servidores, alunos, experiências e encontros múltiplos dentro fora no espaço tempo do Ifes; uma tríade-refrão coopera para a criação de uma fôrma triangular que enfatiza a noção de um padrão em um processo molar enraizado nas árvores do conhecimento: perfil, seleção e nivelamento, contudo, algumas linhas de fuga dissonantes são criadas por entre as fissuras dos pretensos tons harmônicos; as frases “os professores do IF não estão preparados para ministrar aulas para o Proeja” ou “não há formação/qualificação para os docentes se relacionarem com o Proeja” são utilizadas, em alguns discursos, como escudos-argumentos para a opção-política de não oferta de vagas para a modalidade EJA em composição com fios que afirmam tal especificidade da educação básica, dentro da rede federal, como um “favor social”; processos que envolvem a (des)organização da matriz curricular são considerados por alguns participantes como início, “produto” e objetivo das conversas curriculares e provocam tensões que (i)mobilizam, (não) movimentam entre os afetos dos corpos, podendo levar à (não) ação coletiva; a noção de “mercado de trabalho” ainda impera nos discursos, ciclicamente, enquanto início fim das problematizações do currículo do Ensino Médio e da EJA; a expressão “integração curricular” é constantemente usada nos discursos que circulam o campus, no entanto, os sentidos produzidos, as concepções e as teorias curriculares que embasam a noção de “integração” no currículo são bem diversos; não há totalidades nos discursos, não há homogeneização, não foi efetivada nenhuma coesão/única voz representante (e esse também não era o objetivo desta pesquisa); ainda que o tema da roda se propusesse às conversas curriculares do/no Proeja, nesses encontros, os participantes manifestaram a necessidade de intensificar os movimentos produzidos nas rodas visando à discussão dos currículos textos de todos os cursos e modalidades ofertados pelos campus VNI e na intensificação de espaços para trocas de experiências curriculares cotidianas; na potencialização das diferenças como possibilidades de inventividade nos encontros-formações docente e nas danças curriculares que envolvem diversas relações de aprendizagem no Ifes, algumas experimentações foram produzidas, entre afetos, criando composições(des)(re)territorializantes e ressonando com movimentos que não se restringiram às rodas de conversas, contudo, enredaram-se em fios de outros espaços tempos do campus em tentativas de propagações de currículos multidão.

Critical behavior of a three-dimensional hardcore-cylinder composite system

In this work the critical indices β, γ , and ν for a three-dimensional (3D) hardcore cylinder composite system with short-range interaction have been obtained. In contrast to the 2D stick system and the 3D hardcore cylinder system, the determined critical exponents do not belong to the same universality class as the lattice percolation,although they obey the common hyperscaling relation for a 3D system. It is observed that the value of the correlation length exponent is compatible with the predictions of the mean field theory. It is also shown that, by using the Alexander-Orbach conjuncture, the relation between the conductivity and the correlation length critical exponents has a typical value for a 3D lattice system.

Automatic segmentation and 3D feature extraction of protein aggregates in Caenorhabditis Elegans

In the last years, it has become increasingly clear that neurodegenerative diseases involve protein aggregation, a process often used as disease progression readout and to develop therapeutic strategies. This work presents an image processing tool to automatic segment, classify and quantify these aggregates and the whole 3D body of the nematode Caenorhabditis Elegans. A total of 150 data set images, containing different slices, were captured with a confocal microscope from animals of distinct genetic conditions. Because of the animals’ transparency, most of the slices pixels appeared dark, hampering their body volume direct reconstruction. Therefore, for each data set, all slices were stacked in one single 2D image in order to determine a volume approximation. The gradient of this image was input to an anisotropic diffusion algorithm that uses the Tukey’s biweight as edge-stopping function. The image histogram median of this outcome was used to dynamically determine a thresholding level, which allows the determination of a smoothed exterior contour of the worm and the medial axis of the worm body from thinning its skeleton. Based on this exterior contour diameter and the medial animal axis, random 3D points were then calculated to produce a volume mesh approximation. The protein aggregations were subsequently segmented based on an iso-value and blended with the resulting volume mesh. The results obtained were consistent with qualitative observations in literature, allowing non-biased, reliable and high throughput protein aggregates quantification. This may lead to a significant improvement on neurodegenerative diseases treatment planning and interventions prevention

Predicting the mechanical behavior of amorphous polymeric materials under strain through multi-scale simulation

Polymeric materials have become the reference material for high reliability and performance applications. However, their performance in service conditions is difficult to predict, due in large part to their inherent complex morphology, which leads to non-linear and anisotropic behavior, highly dependent on the thermomechanical environment under which it is processed. In this work, a multiscale approach is proposed to investigate the mechanical properties of polymeric-based material under strain. To achieve a better understanding of phenomena occurring at the smaller scales, the coupling of a finite element method (FEM) and molecular dynamics (MD) modeling, in an iterative procedure, was employed, enabling the prediction of the macroscopic constitutive response. As the mechanical response can be related to the local microstructure, which in turn depends on the nano-scale structure, this multiscale approach computes the stress-strain relationship at every analysis point of the macro-structure by detailed modeling of the underlying micro- and meso-scale deformation phenomena. The proposed multiscale approach can enable prediction of properties at the macroscale while taking into consideration phenomena that occur at the mesoscale, thus offering an increased potential accuracy compared to traditional methods.

Liderazgo política en las organizaciones: en busca de la teoria

La investigación en liderazgo ha constituido desde hace años un tópico de elección y tiene cada vez más una mayor pertinencia en el ámbito de los estudios organizativos. Es más o menos pacífica la idea generalizada de que las organizaciones son espacios muy permeables y con tendencia para el ejercicio del poder y de la política y de que muchas decisiones que ahí ocurren no reflejan necesariamente los intereses del bien común. Esto contrasta con una cierta ―timidez‖ por parte de la academia en abordar las singularidades del liderazgo político en las organizaciones.La verdad es que cuando cruzamos los dos fenómenos verificamos sorprendentemente que un siglo de investigación en liderazgo ha dejado un patrimonio de resultados y conclusiones válidas. Pero a medida que se han ido multiplicando los estudios (fundados cada vez más en los padrones de racionalidad), los silencios, las ausencias y las fragilidades relativos a la dinámica y particularidades del liderazgo político en escenarios de trabajo se han ido agudizando, particularmente en lo que dice respecto a sus proscriptores y a las implicaciones que provocan en los colaboradores y en las organizaciones, por no hablar de las variables moderadoras y mediadoras que están casi apartadas de la discusión.Para llevar a cabo el trabajo de campo, hemos hecho un abordaje metodológico triangular, hemos inquirido 992 sujetos de procedencias organizativas diversificadas (organizaciones públicas, privadas y una organización no lucrativa), hemos entrevistado 8 jefes siendo estas entrevistas adaptadas de 11 relatos de incidentes políticos críticos.

The condensation and ordering of models of empty liquids

We consider a simple model consisting of particles with four bonding sites ("patches"), two of type A and two of type B, on the square lattice, and investigate its global phase behavior by simulations and theory. We set the interaction between B patches to zero and calculate the phase diagram as the ratio between the AB and the AA interactions, epsilon(AB)*, varies. In line with previous work, on three-dimensional off-lattice models, we show that the liquid-vapor phase diagram exhibits a re-entrant or "pinched" shape for the same range of epsilon(AB)*, suggesting that the ratio of the energy scales - and the corresponding empty fluid regime - is independent of the dimensionality of the system and of the lattice structure. In addition, the model exhibits an order-disorder transition that is ferromagnetic in the re-entrant regime. The use of low-dimensional lattice models allows the simulation of sufficiently large systems to establish the nature of the liquid-vapor critical points and to describe the structure of the liquid phase in the empty fluid regime, where the size of the "voids" increases as the temperature decreases. We have found that the liquid-vapor critical point is in the 2D Ising universality class, with a scaling region that decreases rapidly as the temperature decreases. The results of simulations and theoretical analysis suggest that the line of order-disorder transitions intersects the condensation line at a multi-critical point at zero temperature and density, for patchy particle models with a re-entrant, empty fluid, regime. (C) 2011 American Institute of Physics. [doi: 10.1063/1.3657406]

Complex fluids at complex surfaces simply complicated

We study wetting and filling of patterned surfaces by a nematic liquid crystal. We focus on three important classes of periodic surfaces: triangular, sinusoidal and rectangular. The results highlight the similarities and differences of nematic wetting of these surfaces and wetting by simple fluids. The interplay of geometry, surface and elastic energies can lead to the suppression of either filling or wetting. The periodic rectangular surface displays re-entrant transitions, with a sequence dry-filled-wet-filled, in the relevant region of parameter space.

Unified min-max and interlacing theorems for linear operators

There exist striking analogies in the behaviour of eigenvalues of Hermitian compact operators, singular values of compact operators and invariant factors of homomorphisms of modules over principal ideal domains, namely diagonalization theorems, interlacing inequalities and Courant-Fischer type formulae. Carlson and Sa [D. Carlson and E.M. Sa, Generalized minimax and interlacing inequalities, Linear Multilinear Algebra 15 (1984) pp. 77-103.] introduced an abstract structure, the s-space, where they proved unified versions of these theorems in the finite-dimensional case. We show that this unification can be done using modular lattices with Goldie dimension, which have a natural structure of s-space in the finite-dimensional case, and extend the unification to the countable-dimensional case.