PENELOPE-2008: A Code System for Monte Carlo Simulation of Electron and Photon Transport

The computer code system PENELOPE (version 2008) performs Monte Carlo simulation of coupledelectron-photon transport in arbitrary materials for a wide energy range, from a few hundred eV toabout 1 GeV. Photon transport is simulated by means of the standard, detailed simulation scheme.Electron and positron histories are generated on the basis of a mixed procedure, which combinesdetailed simulation of hard events with condensed simulation of soft interactions. A geometry packagecalled PENGEOM permits the generation of random electron-photon showers in material systemsconsisting of homogeneous bodies limited by quadric surfaces, i.e., planes, spheres, cylinders, etc. Thisreport is intended not only to serve as a manual of the PENELOPE code system, but also to provide theuser with the necessary information to understand the details of the Monte Carlo algorithm.

Direct simulation of interface dynamics: linking capillary pressure, interfacial area and surface energy

We perform direct numerical simulations of drainage by solving Navier- Stokes equations in the pore space and employing the Volume Of Fluid (VOF) method to track the evolution of the fluid-fluid interface. After demonstrating that the method is able to deal with large viscosity contrasts and to model the transition from stable flow to viscous fingering, we focus on the definition of macroscopic capillary pressure. When the fluids are at rest, the difference between inlet and outlet pressures and the difference between the intrinsic phase average pressure coincide with the capillary pressure. However, when the fluids are in motion these quantities are dominated by viscous forces. In this case, only a definition based on the variation of the interfacial energy provides an accurate measure of the macroscopic capillary pressure and allows separating the viscous from the capillary pressure components.

Brownian dynamics simulation of DNA condensation.

DNA condensation observed in vitro with the addition of polyvalent counterions is due to intermolecular attractive forces. We introduce a quantitative model of these forces in a Brownian dynamics simulation in addition to a standard mean-field Poisson-Boltzmann repulsion. The comparison of a theoretical value of the effective diameter calculated from the second virial coefficient in cylindrical geometry with some experimental results allows a quantitative evaluation of the one-parameter attractive potential. We show afterward that with a sufficient concentration of divalent salt (typically approximately 20 mM MgCl(2)), supercoiled DNA adopts a collapsed form where opposing segments of interwound regions present zones of lateral contact. However, under the same conditions the same plasmid without torsional stress does not collapse. The condensed molecules present coexisting open and collapsed plectonemic regions. Furthermore, simulations show that circular DNA in 50% methanol solutions with 20 mM MgCl(2) aggregates without the requirement of torsional energy. This confirms known experimental results. Finally, a simulated DNA molecule confined in a box of variable size also presents some local collapsed zones in 20 mM MgCl(2) above a critical concentration of the DNA. Conformational entropy reduction obtained either by supercoiling or by confinement seems thus to play a crucial role in all forms of condensation of DNA.

Visualitzador de molècules d'ADN per laboratori virtual

RESUM Com a continuació del treball de final de carrera “Desenvolupament d’un laboratori virtual per a les pràctiques de Biologia Molecular” de Jordi Romero, s’ha realitzat una eina complementaria per a la visualització de molècules integrada en el propi laboratori virtual. Es tracta d’una eina per a la visualització gràfica de gens, ORF, marques i seqüències de restricció de molècules reals o fictícies. El fet de poder treballar amb molècules fictícies és la gran avantatge respecte a les solucions com GENBANK que només permet treballar amb molècules pròpies. Treballar amb molècules fictícies fa que sigui una solució ideal per a l’ensenyament, ja que dóna la possibilitat als professors de realitzar exercicis o demostracions amb molècules reals o dissenyades expressament per a l’exercici a demostrar. A més, permet mostrar de forma visual les diferents parts simultàniament o per separat, de manera que ofereix una primera aproximació interpretació dels resultats. Per altra banda, permet marcar gens, crear marques, localitzar seqüències de restricció i generar els ORF de la molècula que nosaltres creem o modificar una ja existent. Per l’implementació, s’ha continuat amb l’idea de separar la part de codi i la part de disseny en les aplicacions Flash. Per fer-ho, s’ha utilitzat la plataforma de codi lliure Ariware ARPv2.02 que proposa un marc de desenvolupament d’aplicacions Flash orientades a objectes amb el codi (classes ActionScript 2.0) separats del movieclip. Per al processament de dades s’ha fet servir Perl per ser altament utilitzat en Bioinformàtica i per velocitat de càlcul. Les dades generades es guarden en una Base de Dades en MYSQL (de lliure distribució), de la que s’extreuen les dades per generar fitxers XML, fent servir tant PHP com la plataforma AMFPHP com a enllaç entre Flash i la resta de parts.

A game theoretic simulation model for quality oriented timber supply to sawmills

Summary

Creació d'una botiga virtual i automatització dels albarans, factures i cobraments

L’augment de la utilització de les noves tecnologies a la nostra societat permet a les empreses arribar al client d’una forma més rapida i facilitant la informació de manera àgil i ordenada. Amb aquest objectiu s’ha creat una botiga virtual que serà la part visible als usuaris i clients de l’empresa PRINTONER S.L , dedicada al sector dels consumibles, especialment els reciclats. Per l’empresa un dels objectius principals és oferir al client la possibilitat de comprar els seus productes de manera còmode a través d’Internet, ja que accedint amb un nom d’usuari i una contrasenya podrà obtenir totes les referències de les que es disposa, podrà tramitar les comandes i controlar-ne l’estat fins el moment de l’entrega. A part de les seccions destinades a usuaris i clients s’ha creat una zona d’administració, on els responsables de l’empresa podran gestionar tots els productes, modificar i visualitzar les comandes. A més aprofitant que aquestes quedaran guardades a una base de dades juntament amb els productes venuts, s’integrarà el sistema de facturació de l’empresa, cosa que fins el moment es feia de manera manual i maldestre. També es programarà una part on els responsables podran insertar reparacions i vendes informàtiques que s’hagin de facturar o per fer-ne un us estadístic en un futur. Tot això ens portarà a implementar un sistema d’usuaris registrats amb diferents permisos i diferents nivells d’accés a l’aplicació, fins a un total de 5. S’ha intentat fer de l’aplicació, un sistema a mida i que compleixi tots els requisits que l’empresa ens ha demanat, amb la previsió que més endavant s’hi pugui implementar un sistema de gestió d’estocs i altres millores per oferir als seus clients un servei inigualable. Per tal de portar a terme tot aquest treball s’ha utilitzat una tecnologia de lliure distribució com és el llenguatge PHP i la base de dades MySQL, aquesta opció a part d’una filosofia es produeix per intentar minimitzar els costos de l’aplicatiu. La finalitat de l’empresa amb aquest projecte és oferir millor imatge i servei, efectivitat i rapidesa en tot el procés de vendes, així com reduir costos de facturació i també de publicitat, ja que es podrà potenciar molt més la pàgina web via internet.

Teclat virtual amb predicció del llenguatge

L'objectiu de la realització d'aquest treball és la creació d'un teclat virtual destinat a ajudar a persones amb mobilitat reduïda, que no poden utilitzar el teclat físic de l'ordinador, a escriure intentant aconseguir una velocitat d'escriptura raonable per a textos de qualsevol mida. Per aconseguir aquesta velocitat d'escriptura raonable s'ha implementat un sistema de predicció del llenguatge que té dos aspectes. D'una banda es prediuen paraules segons la seva freqüència d'ús en un determinat diccionari i, d'altra banda, es prediuen paraules seguint les regles d'escriptura de la gramàtica catalana. Un altre aspecte important era que el programa creat es pogués utilitzar en diferents sistemes operatius ja que només hi havia versions específiques per a cada un d'ells. El programa creat es pot executar en els sistemes operatius Windows XP, Mac OS i Ubuntu Linux. El programa creat pretén ser una base per a posteriors millores i ampliacions en diferents parts del seu conjunt. No obstant això, com a resultat s'ha obtingut un programa que permet escriure raonablement ràpid i permet a l'usuari gestionar diccionaris i els dos tipus de predicció que s'han implementat.

Numerical simulation of ambient seismic wavefield modification caused by pore-fluid effects in an oil reservoir

We have modeled numerically the seismic response of a poroelastic inclusion with properties applicable to an oil reservoir that interacts with an ambient wavefield. The model includes wave-induced fluid flow caused by pressure differences between mesoscopic-scale (i.e., in the order of centimeters to meters) heterogeneities. We used a viscoelastic approximation on the macroscopic scale to implement the attenuation and dispersion resulting from this mesoscopic-scale theory in numerical simulations of wave propagation on the kilometer scale. This upscaling method includes finite-element modeling of wave-induced fluid flow to determine effective seismic properties of the poroelastic media, such as attenuation of P- and S-waves. The fitted, equivalent, viscoelastic behavior is implemented in finite-difference wave propagation simulations. With this two-stage process, we model numerically the quasi-poroelastic wave-propagation on the kilometer scale and study the impact of fluid properties and fluid saturation on the modeled seismic amplitudes. In particular, we addressed the question of whether poroelastic effects within an oil reservoir may be a plausible explanation for low-frequency ambient wavefield modifications observed at oil fields in recent years. Our results indicate that ambient wavefield modification is expected to occur for oil reservoirs exhibiting high attenuation. Whether or not such modifications can be detected in surface recordings, however, will depend on acquisition design and noise mitigation processing as well as site-specific conditions, such as the geologic complexity of the subsurface, the nature of the ambient wavefield, and the amount of surface noise.

Mort des voyageurs: risques réels, risques virtuels [True and virtual risks of travellers].

Evidence-based information on travel associated mortality is scarce. Perception, intuition and the availability of interventions such as vaccinations and chemoprophylaxis often guide pre-travel advice. Important risks including accidents and cardiovascular events are not routinely included in pre-travel consultations although they cause more fatalities and costs than infectious diseases. The increased risk of sustaining a road accident in poor economy countries should always be mentioned. The general practitioner is further best placed to discuss possible problems of travellers with chronic diseases before travel.

Comparison of thinning methods in a Scots pine stand on drained peatland : a simulation study

Tiivistelmä: Harvennusmenetelmien vertailu ojitetun turvemaan männikössä. Simulointitutkimus

MIGCLIM: Predicting plant distribution and dispersal in a changing climate

Many studies have forecasted the possible impact of climate change on plant distribution using models based on ecological niche theory. In their basic implementation, niche-based models do not constrain predictions by dispersal limitations. Hence, most niche-based modelling studies published so far have assumed dispersal to be either unlimited or null. However, depending on the rate of climatic change, the landscape fragmentation and the dispersal capabilities of individual species, these assumptions are likely to prove inaccurate, leading to under- or overestimation of future species distributions and yielding large uncertainty between these two extremes. As a result, the concepts of "potentially suitable" and "potentially colonisable" habitat are expected to differ significantly. To quantify to what extent these two concepts can differ, we developed MIGCLIM, a model simulating plant dispersal under climate change and landscape fragmentation scenarios. MIGCLIM implements various parameters, such as dispersal distance, increase in reproductive potential over time, barriers to dispersal or long distance dispersal. Several simulations were run for two virtual species in a study area of the western Swiss Alps, by varying dispersal distance and other parameters. Each simulation covered the hundred-year period 2001-2100 and three different IPCC-based temperature warming scenarios were considered. Our results indicate that: (i) using realistic parameter values, the future potential distributions generated using MIGCLIM can differ significantly (up to more than 95% decrease in colonized surface) from those that ignore dispersal; (ii) this divergence increases both with increasing climate warming and over longer time periods; (iii) the uncertainty associated with the warming scenario can be nearly as large as the one related to dispersal parameters; (iv) accounting for dispersal, even roughly, can importantly reduce uncertainty in projections.