The time finite element as a robust general scheme for solving nonlinear dynamic equations including chaotic systems

Schemes that can be proven to be unconditionally stable in the linear context can yield unstable solutions when used to solve nonlinear dynamical problems. Hence, the formulation of numerical strategies for nonlinear dynamical problems can be particularly challenging. In this work, we show that time finite element methods because of their inherent energy momentum conserving property (in the case of linear and nonlinear elastodynamics), provide a robust time-stepping method for nonlinear dynamic equations (including chaotic systems). We also show that most of the existing schemes that are known to be robust for parabolic or hyperbolic problems can be derived within the time finite element framework; thus, the time finite element provides a unification of time-stepping schemes used in diverse disciplines. We demonstrate the robust performance of the time finite element method on several challenging examples from the literature where the solution behavior is known to be chaotic. (C) 2015 Elsevier Inc. All rights reserved.

Timing Calculations for a General N-Level Dodecagonal Space Vector Structure Using Only Reference Phase Voltages

Multilevel inverters with dodecagonal (12-sided polygon) voltage space vector (SV) structures have advantages like extension of linear modulation range, elimination of fifth and seventh harmonics in phase voltages and currents for the full modulation range including extreme 12-step operation, reduced device voltage ratings, lesser dv/dt stresses on devices and motor phase windings resulting in lower EMI/EMC problems, and lower switching frequency-making it more suitable for high-power drive applications. This paper proposes a simple method to obtain pulsewidth modulation (PWM) timings for a dodecagonal voltage SV structure using only sampled reference voltages. In addition to this, a carrier-based method for obtaining the PWM timings for a general N-level dodecagonal structure is proposed in this paper for the first time. The algorithm outputs the triangle information and the PWM timing values which can be set as the compare values for any carrier-based hardware PWM module to obtain SV PWM like switching sequences. The proposed method eliminates the need for angle estimation, computation of modulation indices, and iterative search algorithms that are typical in multilevel dodecagonal SV systems. The proposed PWM scheme was implemented on a five-level dodecagonal SV structure. Exhaustive simulation and experimental results for steady-state and transient conditions are presented to validate the proposed method.

General Relationship Between Contact Stiffness, Contact Depth, and Mechanical Properties for Indentation in Linear Viscoelastic Solids Using Axisymmetric Indenters of Arbitrary Profiles

We derive a relationship between the initial unloading slope, contact depth, and the instantaneous relaxation modulus for indentation in linear viscoelastic solids by a rigid indenter with an arbitrary axisymmetric smooth profile. Although the same expression is well known for indentation in elastic and in elastic-plastic solids, we show that it is also true for indentation in linear viscoelastic solids, provided that the unloading rate is sufficiently fast. Furthermore, the same expression holds true for both fast loading and unloading. These results should provide a sound basis for using the relationship for determining properties of viscoelastic solids using indentation techniques.

"Diagnóstico de suelos y aguas superficiales de la subcuenca del Río Waswalí, Matagalpa, Nicaragua"

El estudio se desarrolló en la subcuenca intermunicipal del Río Waswalí, Matagalpa y Jinotega. El objetivo principal fue determinar las restricciones, limitantes y potencialidades de los recursos edáficos y recursos hídricos superficiales, con el fin de proponer la mejor organización funcional del territorio y la posibilidad de usos múltiples, que contribuya a mejorar la calidad y nivel de vida de sus habitantes. La metodología empleada consistió en: la caracterización del estado actual de los recursos edáficos e hídricos superficiales, mediante el diagnostico biofísico el cual se realizó en las ocho microcuencas adscritas al área de estudio. Entre los resultados: Se evidenció que los suelos en la subcuenca han sido utilizados de manera incorrecta 59.79% del área de la subcuenca esta sobreutilizada, aumentando en los últimos años de forma general por factores socioeconómicos y políticos entre estos la falta de planificación y/o explotación inadecuada de los recursos naturales; lo cual ha afectado el ciclo hidrológico provocando la disminución de la disponibilidad del recurso agua y aumentado la vulnerabilidad a eventos que provocan desastres naturales inundaciones, sequías, deslizamientos de tierras. Debido al paisaje heterogéneo existe una mezcla generalizada de usos de suelo, identificando cuatro categorías de las cuales predominan el pasto más cultivos anuales 64.01 % del área total y solo un 35.92 está con café con sombra y bosque, encontrándose en diferentes estados de intervención por las actividades desarrolladas, con el propósito de garantizar la subsistencia alimentaria. Respecto a los recursos híd ricos superficiales según los parámetros morfométricos de la subcuenca permiten que la respuesta ante los eventos lluviosos sea de forma moderada. Así la pendiente media de la subcuenca es del 28%, lo que favorece los procesos erosivos. Según los balances hídricos el período de déficit de agua inicia en la segunda semana de diciembre y finaliza en mayo así mismo estos cálculos nos indican que el almacenamiento máximo (reserva más exceso), aumenta a medida que se da la época lluviosa que corresponde a partir de junio a noviembre. La oferta hídrica es positiva en el área sin embargo, la mayor cantidad de agua se pierde por escorrentía. El Río Apalilí es el que más agua aporta al cauce principal (Río Waswalí).

General Solution to Two-Dimensional Nonslipping JKR Model with a Pulling Force in an Arbitrary Direction

In this paper, a generalized JKR model is investigated, in which an elastic cylinder adhesively contacts with an elastic half space and the contact region is assumed to be perfect bonding. An external pulling force is acted on the cylinder in an arbitrary direction. The contact area changes during the pull-off process, which can be predicted using the dynamic Griffith energy balance criterion as the contact edge shifts. Full coupled solution with an oscillatory singularity is obtained and analyzed by numerical calculations. The effect of Dundurs' parameter on the pull-off process is analyzed, which shows that a nonoscillatory solution can approximate the general one under some conditions, i.e., larger pulling angle (pi/2 is the maximum value), smaller a/R or larger nondimensional parameter value of Delta gamma/E*R. Relations among the contact half width, the external pulling force and the pulling angle are used to determine the pull-off force and pull-off contact half width explicitly. All the results in the present paper as basic solutions are helpful and applicable for experimenters and engineers.

Evaluación final del Proyecto capacitación popular sobre el manejo del agroecosistema del trópico húmedo (PTH), Pancasan-Matagalpa, 1993-1996

El presente trabajo se realizó con el objetivo de Evaluar los resultados alcanzados por el Proyecto del Trópico Húmedo e:n la Zona de Pancasan del Departamento de Matagalpa quien fuera ejecutado por la Asociación Agrícola para el Desarrollo Agrícola Comunal (ADDAC) durante la segunda fase de ejecución del Proyecto, comprendida desde Septiembre de 1993 a Febrero de 1996, flnanciado por la Agencia Noruega para el Desarrollo (NORAD). La metodología empleada en el presente Estudio se basó en el tipo de Evaluación Ex­ post de la Dirección de Proyectos y Programación de Inversiones de las Naciones Unidas CEPAL y se resume en cuatro etapas: - Primera etapa Revisión de Información Escrita. - Segunda etapa Levantado de Datos de Campo. - Tercera etapa Procesamiento y Análisis de la Información de Campo. - Cuata y última etapa Elaboración y Presentacion del Informe Final. Los resultados alcanzados por el proyecto según el estudio, muestra que los ingresos percibidos por los productores participantes del Proyecto o Poblacion Meta (PM) se consideran que han aumentado en un 40% más con la incidencia del Proyecto Trópico Húmedo (PTH) con relación a los ingresos de los productores no participantes del Proyecto o Población No Meta (PNM). Este comportamiento refleja que los participantes del PTH han logrado mejorías sustanciales en la disponibilidad del recurso económico así como la creación de condiciones básicas para mejorar sus condiciones de vida. Además los procesos económicos dan lugar a una diferenciación económica entre los pobladores de la zona, pero por otro lado, establece un grado de interés y motivación para Integrarse de una manera activa como participantes del proyecto. En lo que se refiere a capacitación, se estima un 139% de sobrecumplimiento, según la planificación de eventos de capacitación, sobre todo en los años 1993 y 1994. Es importante destacar que este sobrecumplimiento de las capacitaciones tienen un producto y se refleja con la aplicación de las actividades del tipo agroforestal por parte de los participantes del proyecto y con la concepción creada en éstos sobre la preservación de los recursos naturales- Otro elemento Importante que pone de manifiesto el producto de las capacitaciones es el haber desarrollado capacidades en un buen grupo de productores estimados en 60 como futuros promotores de acciones de desarrollo. Por otro lado, han sido diversos los factores que determinaron una disminución en los rendimientos de los principales cultivos (maíz y frijol) entre ellos las variaciones climáticas y el mal manejo, sobre todo en la época de Apante de los productores de la PM con relación a los productores de la PNM. En el rubro Maíz los rendimientos del año 1995 disminuyeron en un 31% con relación a los del año de 1993, contrario a los rendimientos de la PNM que se incrementaron en un 2.1%. En el rubro frijol durante el mismo período, en las dos poblaciones en estudio, se redujo en un 35 y 34 % para la PM y la PNM respectivamente. Sin embargo, la tendencia de este comportamiento es revertirse, ya que los productores de la PNM realizan aplicaciones de agroquímicos para poder obtener estos resultados y los de la PM utilizan prácticas de Conservación de Suelo que a un corto plazo se reflejarán en un incremento de los rendimientos. El rubro pecuario mostró un comportamiento relativamente bajo con relación a los índices zootécnicos previstos, encontrándose mejores resultados en la PNM. Esto se atribuye fundamentalmente a la poca incidencia de las acciones que ha tenido el proyecto hacia este rubro justificado por el alto costo de Inversión que requiere tanto en material biológico como en Infraestructura. En las especies menores (cerdos y aves) no existen indicadores en los registros productivos ni en los resultados esperados por el proyecto. Esto puede valorarse como negativo y como debilidad manifiesta en el proceso de definición para la ampliación de las acciones del proyecto, de manera que no permite cuantificar ni cualificar el comportamiento de éstas ni el Impacto que pueden generar en los sistemas productivos de las unidades de producción. De tal manera que referirnos promedios de 2.66 cerdos por productor (de 13 productores), a diferencia de la PNM que 9 productores reportan un promedio de 1.33 unidades, a esto se agrega que ambas poblaciones reportan el suministro del mismo tipo de alimento (maíz, yuca, guineo, suero y sal). En aves se reportan productores de la PM con mayor número con relación a los de la PNM, con un promedio de 17 y 13 respectivamente. La alimentación suministrada por parte de la PM, se basa fundamentalmente en maíz y concentrados caseros (técnica promovida por el proyecto), este manejo aplicado a las aves por la PM tiene como resultado un aumento en la disponibilidad de alimento para la dieta familiar haciendo uso de los recursos locales de la unidad de producción, sucediendo lo contrario en los productores de la PNM, que para alimentar a las aves por lo general se destina el grano de maíz, compitiendo de esta manera, aves y familia por el alimento. Referente a la diversificación de la producción en la PM1 existe un fuerte predominio (del 32%) de 6 rubros establecidos en la finca y hay una tendencia (de un 21%) a incrementarse hasta 8 rubros como lo manifiestan las metas propuestas por el proyecto inicial. Un elemento importante que explica estos comportamientos la participación activa del personal técnico con los participantes del proyecto, ya que se establecen en un proceso de acción-reflexión-acción. Sucede lo contrario con los productores del grupo de la PNM que siendo 5 los rubros que mayor predominan en las fincas y con poca tendenda (16%) a incrementarse hasta 7 rubros por finca. En lo que adopción de tecnología se refiere, se manifiesta un número de productores (PM) que han adoptado de 3-4 prácticas por año y ha ido en aumento a lo largo de los tres años, desde el 11% en 1993 al 30% en 1995, y se establecen en los rubros de Maíz, Frijol y café. Mucho ha influido y de manera positiva en este proceso de adopción los niveles de comunicación desarrollados por los técnicos con los participantes del proyecto, sin embargo han sido diversos los factores que han influido de manera negativa en el proceso los cuales se reflejaron como: los resultados de las técnicas no son a corto plazo; hay mucha inversión de mano de obra; se hace uso de Insumas externos; hay una resistencia al uso de las tecnologías. La participación de la mujer de la PM en las actividades del proyecto es muy marcado, 124 jornales/año contra 62 jornales de la PNM, fundamentalmente en las actividades de carácter agropecuario, lo cual refleja una clara influencia del PTH en las mujeres de la comarca. A esto se le agrega el involucramiento en un 81% de las mujeres en al menos, un evento de capacitación del PTH a lo largo de tres años. Una evidencia de la diferencia en el comportamiento de las mujeres participantes en el Proyecto o PM es que al aplicar el Instrumento individual se evidencio una mayor fluidez, menor temor de expresión y un ambiente de mayor confianza, mientras que en la mayoría de las no participantes o PNM, se mostró mayor temor a expresar sus ideas y con muy poca alocución a las preguntas formuladas. La experiencia organizativa en la zona de Influencia del proyecto históricamente ha sido muy negativa, por la gran influencia política en dichas organizaciones. El proyecto influyó de una manera muy positiva en el aspecto de la organizacion campesina/ debido a la dinámica neutral de trabajo y en fundón de un bien colectivo, como es la preservación de los recursos naturales. Esto hace posible que en dinámicas de capacitación, surjan expresiones de participantes del proyecto sobre el beneficio de la organización, tales como "El pecado no está en la organización en sí, si no en la forma en cómo es concebida y coordinada"; es importante destacar que estas concepciones de los participantes, dan pautas para la valoración de que se han establecido las bases para desarrollar de una manera más efectiva las acciones impulsadas con un carácter sostenible. Considerando que los resultados obtenidos en el estudio muestran mejoras considerables y sustanciales en los aspectos socioeconómicos de las familias campesinas participantes del proyecto, es importante implementar una tercera fase de ejecución, de manera que se logre fortalecer y ampliar los componentes del proyecto, tomando en cuenta en la planificación una dotación de recursos humanos y económicos para garantizar la influencia a otras zonas aledañas a Pancasan.

Estudio descriptivo de la carcasa de cerdos alimentados con diferentes niveles de inclusión de marango (Moringa oleifera L.)

El presente estudio se realizo en la granja porcina de la Universidad Nacional Agraria (UNA), ubicada en el kilometro 13 carretera Norte desvío a Sabana Grande, Managua, Nicaragua. Este estudio duró 28 semanas comprendidas entre el 15 de Agosto del año 2000 al 8 de Marzo del año 2001. El objetivo general de estudio fue: contribuir a definir la calidad de la canal de cerdos a través de procesos de engorda utilizando dietas no convencionales para establecer las potencialidades o viabilidad de éstas en producción, utilizando diferentes raciones: (T1) Concentrado 100%, (T2) Marango 30% + 70% Concentrado, (T3) Marango 48% + 52% de Concentrado. Se utilizaron 36 cerdos híbridos, formándose grupos de 12 cerdos por tratamiento. los cerdos se pesaron al inicio y luego cada 15 días hasta el momento de su sacrificio: 1er sacrificio y 2do sacrificio. En el primer sacrificio el T1 presento el mayor rendimiento en canal con un 71.28%, superando en un 9.32% al T2 y en un 17.53% al T3. En el segundo sacrificio el T2 presento el mayor rendimiento en canal con un 75.79%, superando en un 4.19% al T3 y en un 4.51% al T1. En el primer sacrificio se obtuvo una distribución similar entre los puntos de grasa dorsal de cada tratamiento, sin embargo el T1 alcanzo el mayor espesor de grasa dorsal con un promedio de 32.6 mm con una diferencia respecto al T2 de 10 mm y de 17 mm respecto al T3. En el segundo sacrificio se obtuvo una distribución variada entre los diferentes puntos de grasa dorsal de cada tratamiento, aquí el T1 siempre mantuvo el mayor espesor de grasa dorsal con promedio entre puntos de 32,6 mm con una diferencia respecto al T2 de 9.4 mm y de 12.2 mm respecto al T3. Se utilizó un análisis descriptivo, siendo las variables principales: rendimiento en canal (RC), peso vivo (PV), peso canal (PC), composición de la canal (CC), composición de la grasa (CG) y espesor de la grasa dorsal (EGD). los cerdos del T2 en el 1er sacrificio obtuvieron un mayor porcentaje de carne en comparación con los otros tratamientos, mientras que los cerdos del T3 obtuvieron el mayor porcentaje de costilla y hueso en comparación con los otros tratamientos. los cerdos del 2do sacrificio del T3 obtuvieron el mayor porcentaje de carne en comparación con los otros tratamientos, mientras que los cerdos del T1 obtuvieron el mayor porcentaje de costilla y el T2 obtuvo el mayor porcentaje de hueso y el menor porcentaje de grasa. El análisis estadístico demostró que para el primer sacrificio existieron diferencias altamente significativas con respecto al peso final, peso canal, rendimiento y significativo en el hueso. En el segundo sacrificio existieron diferencias significativas en grasa, costilla y en el porcentaje de carne. Se realizo un análisis de separación de medias según Tukey al 5% para los casos en que se encontraron diferencias significativas. Esta prueba se realizó con el fin de categorízar los tratamientos.

Estudio general de las politicas vigentes en cuarentena animal de Nicaragua, en los puestos fronterizos El Espino y Peñas Blancas en el periodo de Enero-Mayo 2009

En Nicaragua existen leyes, requisitos, y procedimientos que se aplican, para llevar a cabo la protección agropecuaria a nivel de los puestos fronterizos del país, por eso se propuso este trabajo monográfico que lleva por título "Estudio de las políticas vigentes en cuarentena animal de Nicaragua en los puestos fronterizo El Espino y Peñas Blancas en el periodo de Enero a Mayo del 2009", el cual se baso en los procedimientos de inspección en cuarentena animal, productos y subproductos según la Ley Básica de Salud Animal y Sanidad Vegetal (Ley 291). Este estudio se realizo en un periodo de cinco meses mediante la estadía en dichos puestos, los datos recopilados se obtuvieron de formatos oficiales de la Dirección General de protección agropecuaria (DGPSA) dentro de ellos tenemos los certificados zoosanitarios, permisos de importación, formatos de inspección, actas de retención, decomiso, destrucción y rechazo. Se confirmo que los puestos cumplen con los procedimientos de inspección cuarentenaria tomando en cuenta la ley 291 y manuales de inspección. Durante la etapa de investigación constatamos que existe una gran discrepancia entre el Puesto de El Espino y Peñas Blancas, tanto en el trabajo a realizar como en instalaciones, no obstante. ambos puestos carecen de instalaciones adecuadas para la inspección, cuentan con bajo presupuesto y poco personal, pero a pesar de las condíciones en que se encuentran los inspectores realizan un arduo esfuerzo por efectuar su trabajo. Se recomienda que todos los puestos cuarentenarios del país cumplan con las condiciones adecuadas, infraestructuras seguras y personal profesionalmente capacitado y debidamente actualizado con las enfermedades exóticas que puedan ingresar al país.