Influence of local geology on earthquake ground motion

As a simplified approach for estimating theoretically the influence of local subsoils upon the ground motion during an earthquake, the problem of an idealized layered system subjected to vertically incident plane body waves was studied. Both the technique of steady-state analysis and the technique of transient analysis have been used to analyze the problem.

In the steady-state analysis, a recursion formula has been derived for obtaining the response of a layered system to sinusoidally steady-state input. Several conclusions are drawn concerning the nature of the amplification spectrum of a nonviscous layered system having its layer stiffnesses increasing with depth. Numerical examples are given to demonstrate the effect of layer parameters on the amplification spectrum of a layered system.

In the transient analysis, two modified shear beam models have been established for obtaining approximately the response of a layered system to earthquake-like excitation. The method of continuous modal analysis was adopted for approximate analysis of the models, with energy dissipation in the layers, if any, taken into account. Numerical examples are given to demonstrate the accuracy of the models and the effect of a layered system in modifying the input motion.

Conditions are established, under which the theory is applicable to predict the influence of local subsoils on the ground motion during an earthquake. To demonstrate the applicability of the models to actual cases, three examples of actually recorded earthquake events are examined. It is concluded that significant modification of the incoming seismic waves, as predicted by the theory, is likely to occur in well defined soft subsoils during an earthquake, provided that certain conditions concerning the nature of the incoming seismic waves are satisfied.

Thermodynamic and kinetic behavior of an argon plasma jet. Decomposition of nitric oxide between 1300 - 1750 degrees K in an argon plasma

In the first part of the study, an RF coupled, atmospheric pressure, laminar plasma jet of argon was investigated for thermodynamic equilibrium and some rate processes.

Improved values of transition probabilities for 17 lines of argon I were developed from known values for 7 lines. The effect of inhomogeneity of the source was pointed out.

The temperatures, T, and the electron densities, n_e , were determined spectroscopically from the population densities of the higher excited states assuming the Saha-Boltzmann relationship to be valid for these states. The axial velocities, v_z, were measured by tracing the paths of particles of boron nitride using a three-dimentional mapping technique. The above quantities varied in the following ranges: 10¹² ˂ n_e ˂ 10¹⁵ particles/cm³, 3500 ˂ T ˂ 11000 °K, and 200 ˂ v_z ˂ 1200 cm/sec.

The absence of excitation equilibrium for the lower excitation population including the ground state under certain conditions of T and n_e was established and the departure from equilibrium was examined quantitatively. The ground state was shown to be highly underpopulated for the decaying plasma.

Rates of recombination between electrons and ions were obtained by solving the steady-state equation of continuity for electrons. The observed rates were consistent with a dissociative-molecular ion mechanism with a steady-state assumption for the molecular ions.

In the second part of the study, decomposition of NO was studied in the plasma at lower temperatures. The mole fractions of NO denoted by x_NO were determined gas-chromatographically and varied between 0.0012 ˂ x_NO ˂ 0.0055. The temperatures were measured pyrometrically and varied between 1300 ˂ T ˂ 1750°K. The observed rates of decomposition were orders of magnitude greater than those obtained by the previous workers under purely thermal reaction conditions. The overall activation energy was about 9 kcal/g mol which was considerably lower than the value under thermal conditions. The effect of excess nitrogen was to reduce the rate of decomposition of NO and to increase the order of the reaction with respect to NO from 1.33 to 1.85. The observed rates were consistent with a chain mechanism in which atomic nitrogen and oxygen act as chain carriers. The increased rates of decomposition and the reduced activation energy in the presence of the plasma could be explained on the basis of the observed large amount of atomic nitrogen which was probably formed as the result of reactions between excited atoms and ions of argon and the molecular nitrogen.

Active reservoir management: a model solution

Steady-state procedures, of their very nature, cannot deal with dynamic situations. Statistical models require extensive calibration, and predictions often have to be made for environmental conditions which are often outside the original calibration conditions. In addition, the calibration requirement makes them difficult to transfer to other lakes. To date, no computer programs have been developed which will successfully predict changes in species of algae. The obvious solution to these limitations is to apply our limnological knowledge to the problem and develop functional models, so reducing the requirement for such rigorous calibration. Reynolds has proposed a model, based on fundamental principles of algal response to environmental events, which has successfully recreated the maximum observed biomass, the timing of events and a fair simulation of the species succession in several lakes. A forerunner of this model was developed jointly with Welsh Water under contract to Messrs. Wallace Evans and Partners, for use in the Cardiff Bay Barrage study. In this paper the authors test a much developed form of this original model against a more complex data-set and, using a simple example, show how it can be applied as an aid in the choice of management strategy for the reduction of problems caused by eutrophication. Some further developments of the model are indicated.

Phase mapping of domain kinetics in lithium niobate by digital holographic interferometry

The phase mapping of domain kinetics under the uniform steady-state electric field is achieved and investigated in the LiNbO3 crystals by digital holographic interferometry. We obtained the sequences of reconstructed three-dimensional and two-dimensional wave-field phase distributions during the electric poling in the congruent and near stoichiometric LiNbO3 crystals. The phase mapping of individual domain nucleation and growth in the two crystals are obtained. It is found that both longitudinal and lateral domain growths are not linear during the electric poling. The phase mapping of domain wall motions in the two crystals is also obtained. Both the phase relaxation and the pinning-depinning mechanism are observed during the domain wall motion. The residual phase distribution is observed after the high-speed domain wall motion. The corresponding analyses and discussions are proposed to explain the phenomena.

掺镱双包层光纤放大器高功率脉冲放大特性

从放大器速率方程出发，分析了掺镱双包层光纤放大器的放大特性。模拟计算了无信号输入时放大器上能级粒子数、泵浦功率和放大自发辐射（ASE）在放大器中的稳态分布。分析了前向和后向泵浦时，高功率高斯脉冲放大时的脉冲波形畸变、上能级粒子数的时间特性、放大器存储能量和脉冲能量演化等动态特性。讨论了掺镱双包层光纤放大器输出脉冲能量随不同输入脉冲峰值功率和泵浦功率的关系。该模型和结论对高功率脉冲放大器的设计和优化具有一定的理论指导意义。

Entanglement negativity in the harmonic chain out of equilibrium

We study the entanglement in a chain of harmonic oscillators driven out of equilibrium by preparing the two sides of the system at different temperatures, and subsequently joining them together. The steady state is constructed explicitly and the logarithmic negativity is calculated between two adjacent segments of the chain. We find that, for low temperatures, the steady-state entanglement is a sum of contributions pertaining to left-and right-moving excitations emitted from the two reservoirs. In turn, the steady-state entanglement is a simple average of the Gibbs-state values and thus its scaling can be obtained from conformal field theory. A similar averaging behaviour is observed during the entire time evolution. As a particular case, we also discuss a local quench where both sides of the chain are initialized in their respective ground states.

Three-photon absorption-induced fluorescence and optical limiting effects in a fluorene derivative

This paper reports on the steady-state fluorescence, three- photon absorption-induced fluorescence emission and subsequently induced optical limiting behaviour of a fluorene derivative with D-pi-D structural motifs. The lifetime of the steady-state fluorescence is 0.903 ns. Large optical limiting behaviour induced by 3PA has also been demonstrated, and the nonlinear absorption coefficient gamma derived from 3PA fitting curves is 5.92 x 10(-20) cm(3)/W-2 and the corresponding molecular 3PA cross-section sigma(3)' is 1.14 x 10(-76) cm(6) s(2).

Enhanced near-infrared emission from Ni2+ in Cr3+ Ni2+ codoped transparent glass ceramics

Transparent Li2O-Ga2O3-SiO2 glass ceramics containing Cr3+/Ni2+ codoped LiGa5O8 nanocrystals were synthesized. The steady state emission spectra indicated that the near-infrared emission intensity of Ni2+ at 1300 nm in Cr3+/Ni2+ codoped glass ceramics was enhanced up to about 7.3 times compared with that in Ni2+ single-doped glass ceramics with 532 nm excitation. This enhancement in emission intensity was due to efficient energy transfer from Cr3+ to Ni2+, which was confirmed by time-resolved emission spectra. The energy transfer efficiency was estimated to be 85% and the energy transfer mechanism was discussed. (C) 2008 American Institute of Physics.

Acústica del Acordeón

320 p.

Avaliação dos efeitos da disponibilidade de luz sobre o crescimento e competição entre cepas de Planktothrix agardhii e Microcystis aeruginosa

As cianobactérias Microcystis aeruginosa e Planktothrix agardhii são espécies formadoras de florações comuns em ecossistemas aquáticos eutrofizados. Nestes ambientes, a disponibilidade de luz é um dos fatores determinantes para o desenvolvimento e estruturação da comunidade fitoplanctônica. O presente estudo teve como objetivo investigar o efeito da luz na fisiologia de cepas de cianobactérias (M. aeruginosa e P. agardhii), avaliando o crescimento, a variabilidade inter e intra-específica e a competição por luz. Para tanto foram realizados cultivos estanques em diferentes intensidades luminosas (10, 40, 60, 100 e 500 mol m-2 s-1) e calculadas as taxas de crescimento e os rendimentos máximos das culturas. O requerimento mínimo de luz de cada cepa foi determinado em experimentos com monoculturas em sistemas de cultivo contínuo (quimiostatos) sob condições de limitação de luz. A competição por luz foi avaliada através de experimentos com biculturas em quimiostatos. Foi observada variabilidade intra e inter-específica das cepas, nas diferentes intensidades luminosas testadas. Em 500 μmol m-2 s-1, as cepas de M. aeruginosa obtiveram maior biomassa do que P. agardhii, corroborando a maior sensibilidade de P. agardhii luz. Embora com rendimento máximo menor, P. agardhii cresceu em intensidades luminosas consideradas elevadas para a espécie, 100 e 500 μmol m-2 s-1. Estes resultados evidenciam a capacidade de P. agardhii ocorrer em ambientes com grandes amplitudes de luminosidade. Na intensidade de 10 μmol m-2 s-1, M. aeruginosa e P. agardhii apresentaram crescimento semelhante, demonstrando a habilidade das duas espécies em crescer com pouca luz. Nas monoculturas em quimiostato, sob condições de limitação de luz, as cepas de M. aeruginosa atingiram maior biomassa durante o equilíbrio (steady-state) do que P. agadhii, refletindo uma capacidade suporte mais elevada, enquanto que os valores de requerimento mínimo de luz foram semelhantes entre as duas espécies. Ao competirem, M. aeruginosa superou P. agardhii imediatamente após o início do experimento. Esse rápido crescimento resultou na dominância de M. aeruginosa em todos os pares de cepas testados e, em dois casos, ocorreu exclusão competitiva de P. agardhii. Quando não ocorreu exclusão, P. agardhii conseguiu manter-se no sistema com uma baixa biomassa (ca.15%). Estes resultados ajudam a entender a co-ocorrência destas espécies no ambiente e a dominância de M. aeruginosa mesmo em condições de baixa luminosidade.

Étude quantitative de l'upwelling sur le plateau continental ivorien

A wind-driven upwelling occurs on the continental shelf of Ivory Coast during the northern summer months; by studying the average conditions in the wind field, it has been found that in steady state the vertical speed upwards does not exceed 70 cm per day. The vertical flow per km super(2) is estimated in 46 m super(3)/s for a channel 50 m depth and in 92m super(3)/s for a channel 300 m depth. This study does not include the inclination of isopycnes in geostrophic adjustment with the variations of the Guinea current.

Effect of surface plasmon resonance in TiO2/Au thin films on the fluorescence of self-assembled CdTe QDs structure

23rd Congress of the International Comission for Optics (ICO 23)

Gráficos de controle adaptativos para monitoramento de perfis

Processos de produção precisam ser avaliados continuamente para que funcionem de modo mais eficaz e eficiente possível. Um conjunto de ferramentas utilizado para tal finalidade é denominado controle estatístico de processos (CEP). Através de ferramentas do CEP, o monitoramento pode ser realizado periodicamente. A ferramenta mais importante do CEP é o gráfico de controle. Nesta tese, foca-se no monitoramento de uma variável resposta, por meio dos parâmetros ou coeficientes de um modelo de regressão linear simples. Propõe-se gráficos de controle χ2 adaptativos para o monitoramento dos coeficientes do modelo de regressão linear simples. Mais especificamente, são desenvolvidos sete gráficos de controle χ2 adaptativos para o monitoramento de perfis lineares, a saber: gráfico com tamanho de amostra variável; intervalo de amostragem variável; limites de controle e de advertência variáveis; tamanho de amostra e intervalo de amostragem variáveis; tamanho de amostra e limites variáveis; intervalo de amostragem e limites variáveis e por fim, com todos os parâmetros de projeto variáveis. Medidas de desempenho dos gráficos propostos foram obtidas através de propriedades de cadeia de Markov, tanto para a situação zero-state como para a steady-state, verificando-se uma diminuição do tempo médio até um sinal no caso de desvios pequenos a moderados nos coeficientes do modelo de regressão do processo de produção. Os gráficos propostos foram aplicados a um exemplo de um processo de fabricação de semicondutores. Além disso, uma análise de sensibilidade dos mesmos é feita em função de desvios de diferentes magnitudes nos parâmetros do processo, a saber, no intercepto e na inclinação, comparando-se o desempenho entre os gráficos desenvolvidos e também com o gráfico χ2 com parâmetros fixos. Os gráficos propostos nesta tese são adequados para vários tipos de aplicações. Neste trabalho também foi considerado características de qualidade as quais são representadas por um modelo de regressão não-linear. Para o modelo de regressão não-linear considerado, a proposta é utilizar um método que divide o perfil não-linear em partes lineares, mais especificamente, um algoritmo para este fim, proposto na literatura, foi utilizado. Desta forma, foi possível validar a técnica proposta, mostrando que a mesma é robusta no sentido que permite tipos diferentes de perfis não-lineares. Aproxima-se, portanto um perfil não-linear por perfis lineares por partes, o que proporciona o monitoramento de cada perfil linear por gráficos de controle, como os gráficos de controle desenvolvidos nesta tese. Ademais apresenta-se a metodologia de decompor um perfil não-linear em partes lineares de forma detalhada e completa, abrindo espaço para ampla utilização.

Posicionamento dinâmico utilizando controle a estrutura variável e servovisão.

Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de um sistema de posicionamento dinâmico para uma pequena embarcação baseado em controle a estrutura variável com realimentação por visão computacional. Foram investigadas, na literatura, diversas técnicas desenvolvidas e escolheu-se o controle a estrutura variável devido, principalmente, ao modo de acionamento dos propulsores presentes no barco utilizado para os experimentos. Somando-se a isto, foi considerada importante a robustez que a técnica de controle escolhida apresenta, pois o modelo utilizado conta com incerteza em sua dinâmica. É apresentado ainda o projeto da superfície de deslizamento para realizar o controle a estrutura variável. Como instrumento de medição optou-se por utilizar técnicas de visão computacional em imagens capturadas a partir de uma webcam. A escolha por este tipo de sistema deve-se a alta precisão das medições aliada ao seu baixo custo. São apresentadas simulações e experimentos com controle a estrutura variável em tempo discreto utilizando a integral do erro da posição visando eliminar o erro em regime. Para realizar o controle que demanda o estado completo, são comparados quatro estimadores de estado realizados em tempo discreto: derivador aproximado; observador assintótico com uma frequência de amostragem igual a da câmera; observador assintótico com uma frequência de amostragem maior que a da câmera; e filtro de Kalman.

Estimativas a priori para problemas não lineares de condução de calor, com o uso da transformada de Kirchhoff.

Este trabalho apresenta uma estimativa a priori para o limite superior da distribuição de temperatura considerando um problema em regime permanente em um corpo com uma condutividade térmica dependente da temperatura. A discussão é realizada supondo que as condições de contorno são lineares (lei de Newton do resfriamento) e que a condutividade térmica é constante por partes (quando considerada como uma função da temperatura). Estas estimativas consistem em uma ferramenta poderosa que pode prescindir da necessidade de uma simulação numérica cara de um problema de transferência de calor não linear, sempre que for suficiente conhecer o valor mais alto de temperatura. Nestes casos, a metodologia proposta neste trabalho é mais eficaz do que as aproximações usuais que assumem tanto a condutividade térmica quanto as fontes de calor como constantes.